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Análise numérica do efeito da interação parcial na avaliação da largura efetiva de vigas mistas

Resumo

A maioria dos problemas de engenharia envolvendo elementos estruturais do tipo viga mista de aço e concreto são aproximações do problema estrutural envolvendo placas de concreto ligadas por meio de conectores a vigas de aço. Normas técnicas permitem a substituição do elemento de placa de concreto por um elemento de viga adotando uma redução na largura do elemento de placa, conhecida como largura efetiva. A largura efetiva é obtida, na maioria das normas técnicas, levando em consideração apenas os parâmetros de comprimento do vão da viga e distância entre vigas adjacentes, porém alguns trabalhos numéricos e experimentais encontrados na literatura mostram que essa largura efetiva depende de vários outros fatores como, por exemplo, a largura e espessura da laje de concreto, e o tipo de carregamento. O objetivo desse trabalho é verificar a influência da interação parcial na determinação da largura efetiva de vigas mistas formadas por uma laje de concreto ligada a viga de aço com conexão deformável, sendo usado na simulação numérica três tipos de elementos finitos: um elemento de placa para análise não linear da laje de concreto; um elemento de barra para analise não linear de vigas com seção transversal definida por um polígono qualquer; e um elemento de interface que faz a ligação entre os elementos de placa e viga simulando o efeito de deformação dos conectores de cisalhamento. Nos exemplos analisados verificou-se que a redução da rigidez da conexão na interface entre a laje de concreto e a viga de aço leva a uma diminuição do efeito “shear lag” e, consequentemente, torna a largura efetiva da laje de concreto mais próxima da sua largura real. Em um dos exemplos são construídas curvas para definição da largura efetiva de uma viga mista com rigidez média. Considerando análises de tensões e flechas máximas, essas curvas são obtidas forçando a equivalência do modelo aproximado com o modelo mais próximo do problema real.

Palavras-chave:
largura efetiva; interação parcial; placa de concreto enrijecida

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