B e D-REGIES DA ESTRUTURAAs regies de uma estrutura, em que a hiptese de Bernoulli de distribuio tenso plano assumido vlida, so normalmente concebidos com cuidado e preciso quase exagerada. Estas regies so referidas como b-regies (onde B representa ou feixe de Bernoulli). Seu estado interno de estresse facilmente derivada das foras seccionais (flexo e momentos de toro, cisalhamento e foras axiais).Enquanto a seco sem fendas, estas tenses so calculadas com a ajuda de propriedades, tais como reas de seco transversais e momentos de inrcia. Se as tenses de traco exceder a resistncia traco do beto, o modelo de trelia ou suas variaes aplicar.As B-regies so projetadas com base em modelos de trelia como discutido mais tarde na Seo 5.1.

Os mtodos padro acima no so aplicveis a todas as outras regies e detalhes de uma estrutura em que a distribuio de tenso significativamente no linear, por exemplo, perto de cargas concentradas, cantos, curvas, aberturas e outras descontinuidades (ver Fig. 1). Essas regies so chamadas de D-regies (em que D representa descontinuidade, perturbao ou detalhe).Enquanto estas regies so uncracked, eles podem ser prontamente analisados pelo mtodo linear de tenso elstica, ou seja, utilizando a Lei de Hooke. No entanto, se as sees esto rachadas, abordagens de design aceitos existem para apenas alguns casos, tais como suportes de vara, chegados quadro, msulas e tenso diviso em ancoradouros de concreto protendido. E mesmo estas abordagens normalmente s conduzir concepo da quantidade necessria de reforo; que no envolvem um cheque claro das tenses concretas.O tratamento inadequado (e inconsistente) de D-regies utilizando o chamado "detalhamento", "experincia do passado" ou "boas prticas" tem sido uma das principais razes para o fraco desempenho e at mesmo falhas de estruturas. evidente, ento, que uma filosofia de design consistente deve incluir tanto B e D-regies sem contradio.Salienta e trajetrias de estresse so bastante suave em B-regies, em comparao com o seu padro turbulento prximo descontinuidades (ver Fig. 2). Intensidades de stress diminuem rapidamente com a distncia a partir da origem da concentrao de tenses. Este comportamento permite a identificao de B e D-regies numa estrutura.A fim de encontrar aproximadamente as linhas de diviso entre B e D-regies, o seguinte procedimento proposto, que est graficamente explicado por quatro exemplos como se mostra na fig. 3:1. Substituir a verdadeira estrutura (a) pela estrutura fictcio (b), que carregado de tal maneira que esteja em conformidade com a hiptese de Bernoulli e satisfaz o equilbrio com as foras de corte. Assim, (b) consiste inteiramente de um ou vrios B-regies. Ele geralmente viola as condies reais de fronteira.2. Selecione um estado auto-equilibrante de estresse (c) que, se sobrepor em (b), satisfaz as condies de contorno reais de (a).3. Aplicar o princpio de Saint-V ^ nant (Fig. 4) a (c) e descobrimos que as tenses so insignificantes numa uma distncia das foras equilibrantes, que aproximadamente igual distncia mxima entre as prprias foras equilibrantes. Esta distncia define a gama de regies (D-d).Refira-se que rachou membros concretos tm diferentes rigidezes em diferentes direes. Esta situao pode influenciar a extenso dos D-regies, mas no precisa de mais discusso desde o princpio de Saint-Vdnant si no preciso e as linhas divisrias entre as regies D-B- e aqui propostas servem apenas como uma ajuda qualitativo no desenvolvimento da pavonear-e-tie-modelos.A subdiviso de uma estrutura em B e D-regies , no entanto, j de valor considervel para a compreenso das foras internas na estrutura. Ele tambm demonstra que simples 1 regras utilizadas hoje para classificar vigas, vigas profundos, longos / / alta msulas curtas e outros casos especiais so enganosas. Para a classificao adequada, geometria e cargas devem ser considerados (ver Fig. 3, 5 e 6).Se a estrutura no avio ou de largura constante, a simplicidade sub-mviucu para nos pianes uiuiviuuai, wnicft so tratados separadamente. Da mesma forma, trs padres de estresse dimensionais em avio ou retangulares elementos pode ser analisada em diferentes planos ortogonais. Portanto, em geral, apenas modelos bidimensionais precisa ser considerado. No entanto, a interaco de modelos em planos diferentes devem ser tomados em considerao pelas condies de fronteira adequadas.

Placas. Pode tambm ser dividida em regies B, onde as foras internas so facilmente derivadas a partir das foras de corte, e D-regies que necessitam de explicao adicional. Se o estado de tenso no predominantemente plano, como por exemplo no caso de perfurao ou com cargas concentradas, modelos de escoras e tie- tridimensionais deve ser desenvolvido.

3. PROCEDIMENTO DE PROJETO GERAL E MODELAGEM

3.1 mbitoPara a maioria das estruturas no seria razovel e demasiado pesado para comear imediatamente a modelar toda a estrutura com struts e gravatas. Pelo contrrio, mais conveniente (e prtica comum) para primeiro realizar uma anlise estrutural geral. No entanto, antes de iniciar esta anlise, vantajoso para subdividir a estrutura dada em suas regies B e D-re-. A anlise global ir, ento, incluem no s as regies-B, mas igualmente o D-regies.Se uma estrutura contm a uma parte substancial B-regies, ela representada pelo seu sistema esttico (ver Fig. 6). A anlise geral das estruturas lineares (por exemplo, vigas, quadros e arcos) resulta nas reaes de apoio e efeitos seccionais, os momentos de flexo (M), foras normais (N), foras de cisalhamento (V) e momentos de toro (Meu). ( ver Tabela 1).

Os B-regies destas estruturas pode, ento, ser facilmente dimensionado atravs da aplicao de modelos B-regio convencionais (por exemplo, o modelo de trelia, a Fig. 8) ou mtodos convencionais, utilizando guias ou cdigos de prtica avanada. Note-se que a concepo global anlise estrutural e B-regio tambm fornecer as foras de fronteira para os D-regies da mesma estrutura.Lajes e cascas predominantemente constitudo por B-regies (distribuio estirpe avio). A partir dos efeitos em corte da anlise estrutural, tiras imaginria da estrutura podem ser modelados como elementos lineares.

Se uma estrutura constituda por um D-regio nica (por exemplo, um feixe de profundidade), a anlise de efeitos seccionais por um sistema esttico pode ser omitida e as foras internas ou tenses pode ser determinada directamente a partir das cargas aplicadas seguindo os princpios delineados para D-regies na Seo 3.3. No entanto, para estruturas com suportes redundantes, as reaes de apoio tm de ser determinadas por uma anlise global antes de escoras e tie-modelos podem ser devidamente desenvolvido.Em casos excepcionais, uma anlise de elementos finitos no-linear pode ser aplicada. Recomenda-se uma verificao de acompanhamento com um modelo-e-tie strut-, especialmente se o grande reforo no modelado de forma realista na anlise FEM.3.2 Comentrios sobre a anlise globalA fim de ser consistente, a anlise global de estruturas estaticamente indeterminado deve reflectir o comportamento global realista da estrutura. A inteno do pargrafo seguinte (resumidas na Tabela 2), deve dar alguma orientao para a concepo de estruturas hiperestticas. Parte dessa discusso tambm pode ser aplicado a estruturas estaticamente determinadas especialmente no que diz respeito determinao deformaes.Mtodos de anlise de plstico (geralmente o mtodo esttico) so adequados principalmente para a determinao realista da capacidade de carga mxima, enquanto os mtodos elsticas so mais apropriados em condies de manuteno. De acordo com a teoria de plasticidade, uma soluo segura para a carga mxima, tambm obtido, se uma anlise de plstico substitudo por uma anlise linear ou no-linear. A experincia mostra ainda que o projeto de estruturas de concreto rachado para os efeitos seccionais usando uma anlise elstica linear conservador. Vice-versa, a distribuio dos efeitos transversais derivados a partir de mtodos de plstico podem, por motivos de simplificao, tambm ser utilizado para verificaes de, se o design estrutural (esquema de reforo) orientada para a teoria da elasticidade.3.3 Modelao da Pessoa B e D-Regies3.3.1 Princpios e Geral Projeto ProcedimentoAps os efeitos seccionais das regies-B e as foras de limite das regies D- foram determinados pela anlise estrutural geral, o dimensionamento seguinte, no qual o fluxo de foras interna tem de ser pesquisado e quantificado:Por D-regies B e sem fendas, mtodos padro esto disponveis para a anlise das tenses no concreto e ao (ver Tabela 1). No caso de tenses de compresso altas, a distribuio de tenso linear pode ter que ser modificado pela substituio Lei de Hooke com uma lei no linear de materiais (por exemplo, relao de tenso-deformao parablica ou bloco de tenses).Se as tenses de traco no individuo ou B- D-regies ultrapassar a resistncia traco do concreto, as foras internas dessas regies so determinados e so concebidas de acordo com o seguinte procedimento:1. Desenvolver a-e-tie-modelo de escoras conforme explicado na Seo 3.3. As bielas e tirantes condensar os campos de tenso reais por linhas retas resultantes e concentrar a sua curvatura em ns.2. Calcule as foras de bielas e tirantes, que satisfazem equilbrio. Estas so as foras internas.3. Dimenso os suportes, os laos e ns para as foras internas com a devida considerao das limitaes de largura de crack (ver seo 5).Este mtodo implica que a estrutura projetada de acordo com o teorema do limite inferior de plasticidade. Desde autorizaes de concreto limita apenas deformaes plsticas, o sistema estrutural interna (a-e-tie-modelo de escoras) deve ser escolhido de forma que o limite de deformao (capacidade de rotao) no seja excedido em qualquer ponto antes que o estado assumiu de estresse atingida no resto da estrutura.Nas regies altamente estressado este requisito cumprido ductilidade, adaptando as escoras e tirantes do modelo para a direo e o tamanho das foras internas como eles aparecem a partir da teoria da elasticidade.Em regies normalmente ou levemente forado na direco das escoras e tirantes no modelo pode desviar-se consideravelmente a partir do padro elstica sem exceder a ductilidade da estrutura. Os laos e, portanto, o reforo pode ser organizado de acordo com consideraes de ordem prtica. A estrutura adapta-se ao sistema estrutural interno assumida. Claro que, em cada caso, uma anlise e segurana de verificao deve ser feita utilizando o modelo finalmente escolhida.Este mtodo de orientar o strut- e-tie-modelo ao longo dos caminhos de fora indicados pela teoria da elasticidade, obviamente negligencia alguma capacidade carga mxima que pode ser utilizado por uma aplicao pura da teoria da plasticidade. Por outro lado, tem a grande vantagem de que o mesmo modelo pode ser utilizado tanto para a carga final e o controlo de manuteno. Se por algum motivo o objectivo da anlise a de encontrar a carga final real, o modelo pode facilmente ser adaptado a esta fase de carga, deslocando as suas escoras e tirantes, a fim de aumentar a resistncia da estrutura. Neste caso, no entanto, a capacidade de rotao inelstica do modelo tem de ser considerado. (Note que a otimizao dos modelos discutida na Seo 3.3.3.)Orientando a geometria do modelo para a distribuio de tenso elstica tambm um requisito de segurana, porque a resistncia traco do beto apenas uma pequena fraco da resistncia compresso. Casos como os indicados na Fig. 7 seria inseguro, mesmo que ambos os requisitos do teorema limite inferior da teoria da plasticidade forem preenchidas, a saber, equilbrio e F / A = s / c. Compatibilidade evoca foras de traco, geralmente transversal direco das cargas que podem causar falha e quebra prematura. O "campo em forma de garrafa de compresso estresse", que introduzido na Seo 4.1, elimina ainda mais esses perigos "escondidos" quando, ocasionalmente, o modelo escolhido muito simples.Para B-regies do cracking, o processo proposto, obviamente, leva a um modelo de trelia, como mostrado na Fig. 8, com a inclinao das escoras diagonais orientadas na inclinao das fendas diagonais de traco elstica salienta no eixo neutro. A reduo do ngulo da escora de 10 a 15 graus e a escolha de estribos verticais, ou seja, um desvio em relao aos principais tenses de traco por 45 graus, geralmente (ou seja, para o beto de resistncia normal e percentagem normal do estribo de reforo) no causa desconforto. Uma vez que o pr-esforo diminui a inclinao das fissuras e, por conseguinte, das diagonais, o pr-esforo permite poupana de estribo de reforo, ao passo que as foras de traco adicionais aumentam a inclinao.A distncia z entre as cordas deve geralmente ser determinado a partir da distribuio de deformao plana com os pontos mximos e os momentos de cisalhamento zero e simplicidade para ser mantida constante entre dois pontos adjacentes de zero momentos. Refinamentos de projeto B-regio ser discutido mais tarde em Seo 5.1.Para o D-regies, necessrio desenvolver um e tirantes-modelo de escoras para cada caso individual. Depois de algum treinamento, isso pode ser feito de forma simples. Desenvolver um-e-tie-modelo de escoras comparvel escolha de um sistema esttico global. Ambos os procedimentos requerem alguma experincia em design e so de relevncia semelhante para a estrutura.Desenvolvimento do modelo de um D-regio muito simplificada se as tenses elsticas e direces principais de stress esto disponveis, como no caso do exemplo mostrado na Fig. 9. Tal anlise elstica prontamente facilitada pela grande variedade de programas de computador disponveis hoje em dia. A direco de barras de reforo pode, ento, ser feita de acordo com a direco mdia de esforos de compresso principais ou as escoras e tirantes mais importantes pode ser localizada no centro de gravidade dos diagramas de tenso correspondentes, C e T na Fig. 9a, usando o diagrama crx l mencionado.No entanto, mesmo se nenhuma anlise elstica est disponvel e no h tempo para se preparar um, fcil de aprender e desenvolver-tie-strut- modelos usando os chamados "caminhos de carga." Isso demonstrado em mais pormenor por alguns exemplos na prxima seo.3.3.2 O mtodo Caminho de cargasEm primeiro lugar, deve-se assegurar que o equilbrio externo da D-regio satisfeita por determinar todas as cargas e reaes (foras de apoio) que agem sobre ele. Em um limite adjacente a um B-regio as cargas sobre D-regio so tomadas a partir do desenho B-regio, assumindo por exemplo que uma distribuio linear de tenses (p) existe como nas Figs. 10 e 11.O diagrama de tenso subdividida de tal maneira, que as cargas de um lado da estrutura de encontrar o seu homlogo, do outro, tendo em conta que os caminhos de carga que ligam os lados opostos no se cruzam entre si. Os caminhos de carga comeam e terminam no centro de gravidade dos diagramas de estresse correspondentes e tem l a direo das cargas ou reaes aplicadas. Eles tendem a tomar o caminho mais curto aerodinmico possvel entre os dois. Curvaturas concentrar perto concentraes de tenso (reaces de apoio ou de cargas singulares).Obviamente, haver alguns casos em que o diagrama de tenso no totalmente consumidos com os caminhos de carga descritas; subsistem resultantes (iguais em magnitude, mas com sinal oposto) que entram na estrutura e deix-lo novamente em U-tum ou formam um turbilho como ilustrado pelas foras B ou Figos. 11 e 13-AAt agora, o equilbrio apenas na direco das cargas aplicadas tem sido considerada. Depois de traar todos os caminhos de carga com curvas suaves e substitu-los por polgonos, mais escoras e tirantes devem ser adicionados para o equilbrio transversal atuando entre os ns, incluindo os da U-tum.Enquanto isso, os laos deve ser organizado com a devida considerao de praticidade do layout reforo (geralmente paralela superfcie de beto) e de requisitos de distribuio de crack.Os modelos resultantes so muitas vezes cinemtica, o que significa que o equilbrio num dado modelo possvel apenas para o caso de carga especfica. Por conseguinte, a geometria do modelo apropriado tem de ser adaptada ao caso de carga e, na maioria dos casos determinado por condies de equilbrio aps apenas alguns suportes ou tirantes foram escolhidos.Um poderoso meio de desenvolvimento de novas escoras e tie-modelos para casos complicados a combinao de uma anlise elstica mtodo dos elementos finitos com o mtodo do caminho de carga. Esta abordagem combinada aplicada na Fig. 12 e o exemplo numrico no ponto 5.2.1.Na Fig. 12.1 as escoras verticais e laos so encontrados pelo mtodo do caminho de carga, tal como explicado nos exemplos anteriores: A estrutura dividida em um B-regio e uma D-regio. A parte inferior da re gio-D actuado por as tenses (p), tal como derivados de B-regio adjacente.Estas tenses so, em seguida, resolvido em quatro componentes: As duas foras compressivas C3 + C4 = F, o que deixa duas foras iguais T2 e C 2. A foras C3 e C4 so os componentes, respectivamente, sobre o lado esquerdo e do lado direito do plano vertical que determinada pela carga por F. deslocando lateralmente os componentes da carga para as posies indicada As escoras e tirantes horizontais correspondentes esto localizados no centro de gravidade de diagramas de tenso nos pontos tpicos que so derivados de uma anlise elstica (Fig. 12.1b). Os nodos com as escoras verticais tambm determinar a posio das travessas diagonais (ver Fig. 12.1c).O exemplo na figura. 12.2 mostra que o T3 lao da fig. 12.1c desaparece, se a carga F move para o canto da D-regio. s, tenses transversais so gerados.