Comparative analysis among standards prediction models and tests data in shear strength determination.

Desde o início do século XX, com as publicações de Ritter e Mörsch, o fenômeno da resistência ao cisalhamento de elementos em concreto armado começou a ser intensamente estudado. Diversos modelos de cálculo foram criados, tentando predizer o valor da resistência ultima de elementos de concreto armado, quando solicitados por esforços cisalhantes. O fenômeno da resistência ao cisalhamento é extremamente complexo, sendo influenciado por diversos fatores. A elaboração de ensaios e modelos de predição se torna complexa, pois, determinar quais são os parâmetros que influenciam significativamente o fenômeno do cisalhamento, não é simples. Outras dificuldades são: relacionar a resistência ao cisalhamento com o grau de solicitação por esforços fletores e compreender em quais intervalos de parâmetros os principais fatores influenciam o fenômeno. Sendo assim, é essencial verificar a aplicabilidade das normas técnicas em diversos intervalos destes fatores ou parâmetros. A partir da coleta de cerca de 1.200 resultados de ensaios de laboratório de vigas de concreto armado, solicitadas por esforços de cisalhamento, elaborou-se um banco de dados com os resultados de ensaios da força última resistente, juntamente com diversos parâmetros de cada ensaio. Para analisar os valores de predição das normas e os valores dos resultados de ensaios, foi necessário definir critérios de análise comparativa, e com ajuda de uma análise paramétrica, foi possível analisar a aplicabilidade de diversas normas em diversos intervalos de parâmetros, classificando assim, cada norma quanto à segurança e prudência ao uso. Baseado nos resultados das análises efetuadas foi possível verificar que as normas cujas formulações são derivadas da teoria do Modified Compression Field Theory apresentaram um comportamento uniforme e adequado na maioria dos intervalos de parâmetros. Verificou-se, que a norma brasileira NBR 6118 (2007) apresentou resultados satisfatórios nos intervalos usuais dos parâmetros. No entanto, a utilização da norma não se mostrou favorável nos seguintes casos: de média e baixa armadura de cisalhamento, para elementos com estribo; baixa quantidade de armadura longitudinal de flexão ou altura do elemento maior que 25 cm, para elementos sem estribo.Since the beginning of twentieth century, along with academic publications of Ritter and Mörsch, several studies have been done in order to understand shear strength in reinforced concrete elements. Many mathematical models were created, so the ultimate shear strength in reinforced concrete element could be known when under shear stress. Shear strength phenomenon is extremely complex and influenced by several parameters. Developing laboratory tests and mathematical models become difficult steps when determining all the parameters that will contribute to the ultimate shear strength. Other difficulties are: the relationship between shear strength and different levels of bending stresses and understanding which interval of values the main parameters can interfere the phenomenon. Therefore, it is essential to check the feasibility of technical standards in various ranges of the mentioned parameters. From approximately 1,200 laboratory tests results of reinforced concrete beams under shear stresses, a database has been created with the results from the ultimate shear strength results, along with the parameters of each test. In order compare the values between technical standards and tests results, a criteria has been defined. Throughout a parametric analysis it was possible to check the standards feasibility under different parameters intervals. After, each standard was sorted to a safety level. Based on the results, the standards which formulations are derived from the Modified Compression Field Theory showed an uniform and adequate behavior in most intervals of each parameters. It was found that although the Brazilian Standard NBR 6118 (2007) showed good results in usual ranges of parameters, the standard presented unsatisfactory results on the following cases: low and medium shear reinforcement rate when with stirrups; low bending reinforcement rate when without stirrups and elements with depth over 25cm without stirrups