Análisis y diseño de vigas de sección “L” de hormigón prefabricado usando Modelos de Bielas y Tirantes
DOI:
https://doi.org/10.18830/issn.1679-0944.n27.2020.01Palabras clave:
Hormigón prefabricado; Vigas de sección “Ll”; Modelos de Bielas y Tirantes; TorsiónResumen
Entre los elementos presentes en las estructuras de hormigón prefabricado se encuentran las vigas de sección "L", ampliamente usadas en el perímetro de edificios. La geometría tridimensional y las cargas externas aplicadas excéntricamente a la aleta lateral hacen que este tipo de viga se someta simultáneamente a tensiones normales y tensiones de corte, generando así un complejo estado de tensiones. El hecho de que las conexiones con los soportes también estén sujetas a torsión hace que el diseño estructural de las vigas de sección "L" sea uno de los elementos más complejos entre la industria del hormigón prefabricado debido a particularidades que no ocurren en los modelos de vigas convencionales. Con este fin, se desarrolló un estudio de caso con la ayuda del software CAST que cubre todos los pasos del diseño y respeta los parámetros recomendados por ABNT NBR 6118: 2014. Finalmente, la metodología presentada fue validada a través de diferentes métodos analíticos alternativos presentes en la literatura internacional, lo que demuestra que los Modelos de Bielas y Tirantes son una herramienta muy atractiva para el diseño de vigas de sección "L" de hormigón prefabricado.
Descargas
Citas
ACI COMMITTEE 318. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary (ACI 318R-2019). Detroit, MI: ACI Comitee 318, 2019.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.
BUILDING AND CONSTRUCTION AUTHORITY (BCA). Structural Precast Concrete Handbook. 2. ed. Singapura: Technology Development Division of the Building and Construction Authority. 2001.
BRITISH STANDARDS INSTITUTION. BS 8110-1: The structural use of concrete. Part 1: Code of practice for design and construction. London, 1997.
CANADIAN STANDARDS ASSOCIATION. CSA A23.3: Design of concrete structures. Mississauga, Canada, 2014.
COLLINS, M. P.; MITCHELL, D. Shear and torsion design of prestressed and non-prestressed concrete beams. PCI Journal, v. 25, n. 4, 1980.
COMITÉ EURO-INTERNATIONAL DU BÉTON. fib Model Code for Concrete Structures 2010. Berlin, Germany, 2013.
HARIHARAN, V.; LUCIER, G.; RIZKALLA, S.; ZIA, P.; KLEIN, G; GLEICH, H. Behavior of compact L-shaped spandrel beams with alternative web reinforcement. PCI Journal, v. 64, p. 39”“54, March - April, 2019.
HASSAN, T. Finite element study of shear behavior of spandrel ledges and comparison with PCI shear design provisions. Advances in Structural Engineering, v. 10, n. 5, 2007.
HASSAN, T.; LUCIER, G.; RIZKALLA, S.; ZIA, P. Modeling of L-shaped, precast, prestressed concrete spandrels. PCI Journal, v. 52, n. 2, 2007.
INTERNATIONAL FEDERATION FOR STRUCTURAL CONCRETE. FIB BULLETIN 61: Design examples for strut-and-tie models. Switzerland, 2011.
KLEIN, G. J. Design of spandrel beams. PCI Journal, v. 31, n. 5, p. 76-124, 1986.
LOGAN, D. R. L-spandrels: Can torsional distress be induced by eccentric vertical loading? PCI Journal, v. 52, n. 2, p. 46-61, 2007.
LUCIER, G.; WALTER, C.; RIZKALLA, S.; ZIA, P.; KLEIN, G. Development of a rational design methodology for precast concrete slender spandrel beams: Part 1, experimental results. PCI Journal, p. 88-112, 2011a.
LUCIER, G.; WALTER, C.; RIZKALLA, S.; ZIA, P.; KLEIN, G. Development of a rational design methodology for precast concrete slender spandrel beams: Part 2, analysis and design guidelines. PCI Journal, p. 106-133, 2011b.
MARTI, P. Truss Models in Detailing. Concrete International, v.82, n.1, p. 66-73, 1985.
MERCAN, B.; SCHULTZ, A. E.; STOLARSKI, H. K. Finite element modeling of prestressed concrete spandrel beams. Engineering Structures, v. 32, n. 9, p. 2804”“2813, 2010.
NAFADI, M. K.; LUCIER, G. W.; RIZKALLA, S.; ZIA, P.; KLEIN, G. J. Development of design guidelines for ledges of L-shaped beams. PCI Journal. v. 63, p. 32”“49, April, 2018.
PASTORE, M. V. F. Contribuição ao projeto de vigas delgadas de seção “L” de concreto pré-moldado. 180 f. Dissertação (Mestrado) ”“ Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015.
PRECAST/PRESTRESSED CONCRETE INSTITUTE. PCI Design Handbook: Precast and Prestressed Concrete. MNL- 120. 7th ed. 2010.
RATHS, C. H. Spandrel beam behavior and design. PCI Journal, v. 29, n. 2, p. 62-131,1984.
VAN ACKER, A. Manual de Sistemas Pré-Fabricados de Concreto. Lausanne: FIB, 2002. Tradução de: Marcelo Ferreira (ABCIC, 2003).
TJHIN, T. N.; KUCHMA, D. A. Computer-based tools for design by strut-and-tie method: Advances and challenges. ACI Structural Journal, v. 99, n. 5, p. 586”“594, 2002.
ZIA, P.; MCGEE, W. D. Design for Torsion and Shear in Prestressed Concrete. PCI Journal, v. 19, n. 2, p. 46-65, 1974.
ZIA, P.; HSU, T. T. C. Design for Torsion and Shear in Prestressed Concrete Flexural Members. PCI Journal, v. 49, n. 3, p. 34-42, 2004.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
- Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre).
