eduardo marques vieira pereira regiões especiais de concreto armado: vigas com apoio indireto e

133 Pages·2017·3.73 MB·Portuguese

by  Eduardo Marques

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
C ENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

EDUARDO MARQUES VIEIRA PEREIRA

REGIÕES ESPECIAIS DE CONCRETO ARMADO: VIGAS
COM APOIO INDIRETO E MUDANÇA BRUSCA DE SEÇÃO

NATAL-RN
2017
Eduardo Marques Vieira Pereira

Regiões especiais de concreto armado: vigas com apoio indireto e mudança brusca de seção

Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade
Monografia, submetido ao Departamento de
Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte como parte dos requisitos
necessários para obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Petrus Gorgônio Bulhões da Nóbrega
Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Selma Hissae Shimura da Nóbrega

Natal-RN
2017
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Pereira, Eduardo Marques Vieira.
Regiões especiais de concreto armado: vigas com apoio
indireto e mudança brusca de seção / Eduardo Marques Vieira
Pereira. - 2017.
133 f.: il.

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de
Tecnologia, Curso de Engenharia Civil. Natal, RN, 2017.
Orientador: Prof. Dr. Petrus Gorgônio Bulhões da Nóbrega.
Coorientador: Prof.ª Dr.ª Selma Hissae Shimura da Nóbrega.

1. Engenharia Civil - Monografia. 2. Regiões especiais -
Monografia. 3. Bielas e tirantes - Monografia. 4. Apoios
indiretos - Monografia. 5. Variação de altura - Monografia. I.
Nóbrega, Petrus Gorgônio Bulhões da. II. Nóbrega, Selma Hissae
Shimura da. III. Título.

RN/UF/BCZM CDU 624
Eduardo Marques Vieira Pereira

Regiões especiais de concreto armado: vigas com apoio indireto e mudança brusca de seção

Trabalho de conclusão de curso na modalidade
Monografia, submetido ao Departamento de
Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte como parte dos requisitos
necessários para obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.

Aprovado em 23 de novembro de 2017:

___________________________________________________
Prof. Dr. Petrus Gorgônio Bulhões da Nóbrega – Orientador

___________________________________________________
Prof.ª Dr.ª Selma Hissae Shimura da Nóbrega – Coorientadora

___________________________________________________
Prof. Dr. Rodrigo Barros – Examinador externo

___________________________________________________
Prof. Me. Márcio Dantas Medeiros – Examinador externo

Natal-RN
2017
DEDICATÓRIA

À minha avó, Marinete Neves
Marques Vieira (in memoriam),
e minhas tias, Marilita, Marilena
e Margarida, com amor, carinho
e muita saudade.
AGRADECIMENTOS

Faz-se necessário agradecer àqueles que diretamente, ou indiretamente, participaram,
de alguma forma, na elaboração deste trabalho e na minha formação acadêmica. Desta forma,
expresso aqui os meus mais sinceros agradecimentos:
Aos meus pais, Marcela Vieira e Roberto Pereira, que sempre me incentivaram a
estudar e batalhar pelos meus sonhos, além de nunca hesitarem em me ajudar quando sempre
precisei.
Ao meu avô, Orlando Marques Vieira, que com sua dedicação e profissionalismo, me
serviu de inspiração para seguir sempre em frente.
À minha namorada, Luiza Gabriella, pela paciência e companheirismo nas horas mais
difíceis.
Aos professores das escolas NEI e CEI, que fizeram parte da minha formação e
educação. Sem eles, não teria chegado até onde cheguei.
Aos amigos de graduação, que fizeram parte dessa etapa importante da minha vida. A
graduação não seria a mesma sem a presença de vocês.
Ao amigo Weber Anselmo pela disposição em me ajudar a conseguir referências e
normas técnicas que precisei não só neste trabalho, mas ao longo de toda a graduação.
À professora Flávia Ribeiro por ter me ajudado em algumas referências importantes
que precisei em meu trabalho.
Aos professores do departamento de engenharia civil que contribuíram para minha
formação como engenheiro.
Ao professor Joel Neto pelos ensinamentos nesses cinco anos de graduação.
Por fim, aos meus orientadores, Petrus Nóbrega e Selma Nóbrega, a quem tenho como
verdadeiros mestres e professores que sempre se dispuseram a ajudar e ensinar seus alunos e,
sem a ajuda deles, este trabalho não seria possível.
"O sucesso nasce do querer, da determinação e
persistência em se chegar a algum objetivo.
Mesmo não atingindo o alvo, quem busca e vence
obstáculos, no mínimo fará coisas admiráveis. ”
(José de Alencar)
RESUMO

Regiões especiais de concreto armado: vigas com apoio indireto e mudança brusca de
seção

O uso de softwares para auxiliar no projeto estrutural cresceu nas últimas décadas e com
isso o engenheiro deve ter a responsabilidade e a capacidade de analisar os resultados emitidos
computacionalmente para validá-los. As regiões especiais de concreto armado são definidas na
NBR 6118:2014 e não podem ser dimensionadas pelos procedimentos comuns, sendo então
necessários métodos de projeto que melhor representem o comportamento do elemento
estrutural, como o Método de Bielas e Tirantes. Dentre todas as regiões citadas pela norma, este
trabalho tem como objetivo estudar a teoria e os métodos de análise, primeiramente, para depois
avaliar o dimensionamento e detalhamento realizados pelos softwares CAD/TQS V20.1 e
Eberick V10 nas situações de apoios indiretos entre vigas e vigas com mudança brusca de seção.
Para este último, também foram comparados resultados obtidos a partir do aplicativo
SECAOVIG e de um modelo de bielas e tirantes elaborado neste trabalho para fins de
verificação. Os estudos de caso, para ambas as regiões especiais, se deram em pórticos
modelados nos softwares em diferentes condições, de forma a avaliar o procedimento utilizado
e os resultados. No final, foi observado que, quando se trata dos apoios indiretos entre vigas,
ambas as ferramentas computacionais tratam o problema de forma parecida e bem semelhante
às bibliografias encontradas. Porém, quando se trata das vigas com variação brusca de altura,
os métodos utilizados pelos programas precisam ser melhorados para se aproximarem das
recomendações das diversas bibliografias e das normas técnicas brasileiras.

Palavras-chave: Regiões especiais, Bielas e tirantes, Apoios indiretos, Variação de altura.
ABSTRACT

Title: Reinforced concrete discontinuity regions: beams with indirect support and sudden
change in cross-section

The use of software to assist in structural engineering has grown over the last decade
and now the engineer must have responsibility and ability to analyze computationally produced
results to validate them. Reinforced concrete discontinuity regions, defined in brazilian standard
code, NBR 6118:2014, cannot be designed by common procedures and deserve special
treatment. Therefore, specific methods, which better represent the behavior of the structural
element, for example the Strut-and-Tie Method, are needed. Among all the discontinuity
regions defined in the brazilian code, the aim of this paper is to study the theory and the design
methods, and then to analyze the results produced by the software CAD/TQS V20.1 and Eberick
V10 in different situations of indirect support between beams and beams with sudden change
in cross-section. For beams with change in cross-section, results obtained through another
software, SECAOVIG, and a strut-and-tie model elaborated in this work for verification
purposes were also compared. Tests were carried out, for both mentioned discontinuity regions,
in frames modeled in the first two software, to study the influence of different types of structure,
then evaluate and compare the computational procedures. Based on the results, it was observed
that, when dealing with indirect supports between beams, both software treat the problem in a
similar way and follow the recommendations of many authors and codes referenced here in this
paper. However, when it comes to beams with sudden change in cross-section, the methods
used by both software need to be improved to approximate the results to the recommendations
of authors and brazilian codes.

Keywords: Discontinuity regions, Strut-and-tie, Indirect support, Change in cross-section.
ÍNDICE GERAL

CAPÍTULO PÁGINA

1 INTRODUÇÃO 18
1.1 Tema e motivação 18
1.2 Objetivos 20
1.2.1 Objetivo geral 20
1.2.2 Objetivos específicos 21
1.3 Estrutura do trabalho 21
1.4 Referências bibliográficas 22

2 REGIÕES E ELEMENTOS ESPECIAIS 24
2.1 Introdução 24
2.2 Método de Bielas e Tirantes 26
2.2.1 Dimensionamento dos tirantes 30
2.2.2 Verificação de bielas e nós 30

3 VIGAS COM APOIO INDIRETO 34
3.1 Introdução 34
3.2 Metodologia 55
3.3 Análise dos resultados e discussões 58
3.3.1 Eberick V10 58
3.3.2 CAD/TQS V20.1 69
3.4 Conclusões 81

4 VIGAS COM MUDANÇA BRUSCA DE SEÇÃO 83
4.1 Introdução 83
4.2 Metodologia 97
4.3 Análise dos resultados e discussões 99
4.3.1 Eberick V10 99
4.3.2 CAD/TQS V20.1 108
4.3.3 SECAOVIG 116
4.3.4 Elaboração de um modelo para verificação 119
4.4 Conclusões 125

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 127

REFERÊNCIAS 129