Análise de vigas-parede utilizando o modelo de bielas e tirantes e elementos finitos CST

Abstract

No campo da engenharia civil é comum que se projete elementos estruturais de concreto armado, de acordo com as hipóteses de Euller-Bernoulli. No entanto, o projetista pode deparar-se com elementos de geometrias complexas, em que essas hipóteses não mais são válidas. Nesse contexto, pode-se inferir a importância da análise estrutural, sendo necessário que se tenha conhecimento em outras técnicas de análises, como os métodos numéricos que inclui o Método dos Elementos Finitos. Contudo, não basta apenas a análise, faz-se necessário obter um modelo que suporte os carregamentos a qual a estrutura está submetida, para isso, uma alternativa a modelagem de estruturas de geometrias complexas são Modelos de Bielas e Tirantes. As vigas-parede, em sua particularidade, são elementos estruturais que suportam cargas mais elevadas, devido a sua geometria, contudo, a análise dessas estruturas carece de avaliar os campos de tensões em que os carregamentos se direcionam, uma vez que estes apresentam trajetórias não-linear. Entretanto, as normas nacionais e internacionais permitem que o seu dimensionamento seja realizado a partir de uma análise linear elástica, tratando as tensões de compressão e tração como bielas e tirantes, respectivamente. Logo, o objetivo inicial deste trabalho é obter as trajetórias de tensões principais através de uma análise via Método dos Elementos Finitos, utilizando o elemento finito CST. A fim de obter uma compreensão do comportamento estrutural. A implementação computacional é conduzida por meio de softwares de código aberto, como o Scilab, ressaltando a relevância da acessibilidade e adaptabilidade inerentes a essas ferramentas. Além disso, a fim de realizar uma representação gráfica dos resultados obtidos, o software livre Paraview, é empregado. Adicionalmente, o estudo desenvolve uma análise comparativa dos resultados obtidos com softwares comerciais, como o LISA, com o objetivo de validar e verificar a exatidão da formulação implementada. Por fim, cabe destacar, que este trabalho busca contribuir para a compreensão e análise de vigas-parede, explorando abordagens computacionais e avaliando sua eficácia em comparação com ferramentas consolidadas no âmbito da engenharia estrutural.