Análise numérica de vigas mistas com interação parcial.

Abstract

O aumento da utilização de estruturas de aço em obras de engenharia na construção civil, a presença do concreto garantida pelo preenchimento das lajes de piso e o ganho nas propriedades mecânicas das vigas mistas em relação às vigas comuns, incidem em um relativo aumento deste tipo de elemento estrutural na prática da construção. Um indicativo deste crescimento é o projeto de revisão da norma brasileira de dimensionamento de estruturas em aço, onde além da revisão do seu texto original, tratará o conceito de novas técnicas construtivas como os elementos estruturais de seção mista. O objetivo deste trabalho é estabelecer um tratamento mais adequado em relação à análise de vigas mistas com interação parcial, ou seja, considerando o deslizamento relativo na interface de contato entre os materiais. Para isto utiliza-se o Método dos Elementos Finitos. Para solução deste tipo de problema usando o método dos elementos finitos será desenvolvido um elemento unidimensional de viga que consiga simular o deslizamento na interface de contato entre os materiais da seção mista considerando a não-linearidade física destes materiais e a possibilidade de seções transversais genéricas. Em uma segunda estratégia de solução do problema utilizando o método dos elementos finitos desenvolve-se um elemento de interface retangular de espessura nula capaz de simular o deslizamento ao longo da interface, sendo o comportamento das seções acima e abaixo da interface de deslizamento simulado por dois elementos unidimensionais de viga. A ação em conjunto destes elementos garante uma solução satisfatória para os problemas de vigas mistas com interação parcial. Os elementos implementados neste trabalho serão comparados com elementos desenvolvidos por outros autores através dos resultados numéricos de alguns exemplos específicos encontrados na literatura. Também será utilizado, na validação dos elementos implementados e, para o caso de comportamento linear, a solução exata do problema de viga mista com interação parcial dada pela equação diferencial de Newmark.