Diferenças entre as análises de deformação analítica e não linear de betão armado

Método de cálculo analítico

O RF-CONCRETE Deflect providencia o método de cálculo analítico de acordo com DIN EN1992-1-1 [1] 7.4.3. Isto significa que a fendilhação ou a contribuição do betão na zona de tração é determinada através do coeficiente de distribuição ζ. O sistema estrutural pode estar definido entre estado I (não fendilhado, ζ = 0) e estado II (fendilhado, ζ = 1). No RF-CONCRETE Deflect, a resistência principal é finalmente determinada com ζ. Com base nesses valores, a deformação é recalculada. Contudo, devido à alteração da resistência, não será realizado um novo cálculo da distribuição das formas internas. O método é assim não iterativo. Pode encontrar informação mais detalhada sobre o RF-CONCRETE Deflect no Capítulo 2.7 do manual do RF-CONCRETE Surfaces [2].

Método de cálculo físico não linear

O RF-CONCRETE NL providencia um método de cálculo físico não linear. O cálculo é realizado iterativamente. Isto significa que a resistência é determinada com base no carregamento, que determina a distribuição das forças internas. Este cálculo é executado como um processo iterativo. As iterações são executadas até ser alcançado um critério de convergência. Este é o caso quando a alteração da resistência ou a alteração da deformação em relação ao passo de iteração anterior é inferior ao critério de convergência.

Internamente, quando se utiliza o método de cálculo não linear, o elemento de EF é exibido em camadas, onde são atribuídos diferentes materiais às camadas individuais (armadura e betão) e as camadas de betão individuais podem terdiferentes resistências durante o cálculo (fendilhação do betão).

Modelo de camadas no RF-CONCRETE NL

Pode encontrar informação mais detalhada sobre este tópico no manual do RF-CONCRETE Surfaces [2] no Capítulo 2.8.

Comparação das funcionalidades nos dois métodos

Método de cálculo analítico | RF-CONCRETE Deflect:

• Método de cálculo muito rápido, o que também é adequado para grandes estruturas.
• Com base na abordagem teórica DIN EN1992-1-1 [1] 7.4.3, apenas deve ser utilizado para componentes estruturais sujeitos à flexão (placas).
• A fluência é aplicada a toda a secção como uma redução do módulo de elasticidade para o betão.
• Devido à retração, é determinada uma distorção adicional, a qual é adicionada às deformações.

Método de cálculo físico não linear | RF-CONCRETE NL:

• Método muito preciso e abrangente, o que não é apenas limitado para componentes estruturais sujeitos principalmente a flexão (por exemplo, também pode ser utilizado para vigas-parede).
• A fluência é aplicada a toda a secção na zona de compressão como uma redução do módulo de elasticidade para o betão.
• A retração é considerada internamente no carregamento como extensão, mas neste contexto, a rotura devido à extensão de retração também é possível.

• Este cálculo é muito mais complexo do que o método analítico e é por isso consideravelmente mais intensivo computacionalmente.

Áreas de aplicação desses métodos

São essenciais quatro critérios para decidir que método deve ser utilizado numa situação em particular.

1. Situação de carga

   Para estruturas onde os componentes estruturais individuais com diferentes situações de carga atuam em conjunto, o método não linear deve ser utilizado porque não é limitado aos componentes estruturais que estão sujeitos à flexão. Um exemplo é um piso em consola.

   

   Estrutura com piso em consola

   Devido à situação de carga, uma estrutura que tem principalmente tensões de parede, também deve ser analisada com o método físico não linear a partir do RF-CONCRETE NL. Um exemplo disse é uma viga-parede.

   

   Viga-parede

2. Tamanho da estrutura

   Para grandes estruturas, é recomendado que tente evitar o método físico não linear porque requer um período de tempo elevado para o cálculo.

   

   Estrutura em D com lajes de piso

3. Precisão pretendida

   Se o cálculo da deformação de acordo com DIN EN1992-1-1 [1] 7.4.1 (4) tem de ser realizada para a aparência visual, o método analítico mais simples pode ser suficiente e não tem de ser selecionado um método preciso desnecessariamente para o dimensionamento.

   Se o dimensionamento da deformação de acordo com DIN EN1992-1-1 [1] 7.4.1 (5) tem de ser realizado para evitar danificar componentes estruturais adjacente ou se tem de dimensionar espaçamentos, é vantajoso ter em consideração a ligação com o propósito do dimensionamento. Em determinadas circunstâncias, pode ser importante que não apenas o valor da deformação determinado é menor do que o valor limite necessário, mas a deformação também é determinada o mais precisa possível.

4. Consideração de efeitos especiais

   A retração é particularmente importante aqui. Enquanto é determinada uma curvatura adicional devido à retração utilizando o método analítico no RF-CONCRETE Deflect, a retração pode ser considerada mais precisa quando utiliza o método físico não linear. No RF-CONCRETE NL, a retração é tida em consideração internamente no lado do carregamento como uma extensão e pode originar uma curvatura adicional, bem como efeitos adicionais devido à restrição na estrutura. Como resultado dos efeitos da restrição, a retração pode originar a fendilhação do betão. Neste contexto, é importante exibir os apoios o mais precisos possível, em particular nos apoios horizontais.

   Além do mais, quando utiliza o cálculo físico-não linear, é possível determinar um valor adicional para a direção da largura da fenda. Ao estratificar o elemento, a profundidade da fenda pode ser determinada e exibida.