Modelo não linear de viga para a obtenção de esforços em serviço aplicado a lajes de barragem de enrocamento com face de concreto

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009Em projetos estruturais, a determinação das solicitações para a verificação dos Estados Limites de Serviço é feita usualmente, com uma análise elástico-linear. Porém, pode ser que ocorram pequenas redistribuições de esforços mesmo em condições de utilização, devido à fissuração das seções mais solicitadas, principalmente no caso de peças dimensionadas com redistribuição de esforços. Neste caso, seria recomendável uma análise não linear para a determinação dos esforços solicitantes em serviço. Contudo, estas análises são geralmente complexas, necessitando certo grau de conhecimento teórico pelo projetista e modelos que exigem tempos de processamento computacional relativamente elevados, dificultando assim o seu uso em projetos usuais. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um procedimento simplificado para a determinação dos esforços solicitantes em elementos sob condições de serviço, onde são utilizados diagramas momento curvatura para a consideração da não-linearidade dos materiais. Foi desenvolvido um programa computacional como forma de automatizar o processo iterativo que envolvem essas análises. Foram implementados no programa três tipos de diagramas momento-curvatura para se levar em conta a contribuição do concreto entre fissuras, o primeiro deles indicado pela NBR6118 proposto por Branson, o segundo retirado do CEB-FIP Model Code e o terceiro um diagrama bilinear simplificado. Foram estudados inicialmente exemplos de vigas contínuas, averiguando se há redistribuição de esforços em serviço, comparando os resultados obtidos pelos três diferentes diagramas com os resultados usuais de uma análise elástico-linear.O mesmo procedimento, com pequenas alterações, foi utilizado para o estudo de lajes de barragens de enrocamento com face de concreto, onde exercem função de vedação. Essas lajes possuem um comportamento pouco usual, já que pouco contribuem para a resistência da estrutura, estando praticamente submetidas a deslocamentos impostos.In structural design, the verification of serviceability limit states is usually done, by means of a linear-elastic analysis. However, small redistributions may occur, even under service conditions, due to cracking in the sections subjected to highest action effects, particularly in the case of structures designed with redistribution. In this case, is recommended a nonlinear analysis to determine the solicitations in service. Nevertheless, these analyses are usually complex, requiring some theoretical knowledge by the designer and models that require high computational processing time, making it difficult for use in regular projects. This work has the purpose to develop a simplified procedure to determine member efforts under service loads, where moment curvature diagrams are used to account for material nonlinearities. A computer program was developed as a way to automate the iterative process involving the analysis. To take into account the contribution of concrete between cracks, three types of momentcurvature diagrams were implemented. The first one indicated by NBR6118, as proposed by Branson; the second one taken from the CEB-FIP Model Code; and the third one is a simplified bi-linear diagram. Examples of continuous beams were initially studied, by checking if there is bending redistribution under service, and then comparing the results obtained by using the three different diagrams with the usual results of a linear-elastic analysis. The same procedure, with minor modifications, was used to study slabs of concrete face rockfill dams, where they exert sealing function. These slabs have an unusual behavior, since they provide a little contribution to the resistance of the structure, being subjected to imposed displacements