Método de Dimensionamento das Escoras e Tirantes
1 Junho, 2011.
A análise dos meios estruturais na vizinhança da rotura constitui um problema complexo que os modelos de análise não linear resolvem com apoio em métodos de discretização como o método dos elementos finitos. O método escora-tirante é hoje considerado por investigadores e projectistas como a base racional e apropriada para o dimensionamento de meios irregulares de betão armado e tem, por isso, conhecido um grande desenvolvimento e interesse nos últimos anos.
Os meios informáticos disponíveis actualmente permitem resolver a generalidade dos problemas correntes com que o projectista de betão armado se depara, mesmo quando se trate de meios irregulares. Os modelos escora-tirante resolvem aquele mesmo problema de uma forma simples e com apoio em meios informáticos limitados, constituindo uma alternativa, sobretudo quando se trata de uma fase de concepção e pré-dimensionamento da estrutura.
O método escora-tirante baseia-se no teorema do limite inferior da análise plástica e a sua utilização resulta perfeitamente válida para estruturas de betão desde que se tomem as medidas necessárias para assegurar a ductilidade da estrutura.
Recorrendo aos princípios da análise plástica limite é possível não só estimar o valor das cargas máximas que uma estrutura suporta, como também, para uma dada estrutura e carregamento, determinar a posição e quantidade de armadura.
O cálculo de estruturas contendo zonas de descontinuidade estática ou geométrica (zonas próximas de cargas concentradas, nós de pórticos, zonas junto a aberturas, etc.) e de meios contínuos irregulares de betão armado em geral, tem sido de certa forma negligenciado, nomeadamente por parte do projectista comum.
Este tipo de problemas tem-se resolvido, na maioria das vezes, recorrendo a regras empíricas, resultados experimentais e à experiência do próprio projectista.
A par da reconhecida complexidade do problema, a quase inexistência de regulamentação adequada, que permita uma abordagem do mesmo de forma sistemática e com fundamento teórico, muito tem contribuído para esta situação, sendo praticamente omissa relativamente aos problemas de análise e dimensionamento das estruturas acima referidas, indicando apenas que as análises efectuadas devem ser convenientemente justificadas e apresentando regras de dimensionamento aplicáveis a alguns casos como sejam, por exemplo, as consolas curtas e as vigas-parede.
No entanto, a situação que se acaba de expor tem vindo gradualmente a ser alterada devido essencialmente aos desenvolvimentos que se têm verificado na teoria das estruturas de betão armado.
Actualmente os modelos de análise baseadas no método dos elementos finitos, admitindo um comportamento elástico linear ou não linear para o material, permitem resolver a generalidade dos problemas de betão armado. Surgem dificuldades, no entanto, quando se pretende obter o dimensionamento da armadura a partir dos esforços resultantes da análise pelo método dos elementos finitos.
Mais recentemente surgiu o método da escora-tirante, baseado nos princípios da análise plástica limite, que permite resolver os problemas acima referidos de uma forma clara e simples, constituindo assim uma alternativa válida ao método dos elementos finitos.
Os ensaios experimentais revelam que a estrutura resistente na vizinhança do colapso (estrutura resistente última) se assemelha a uma estrutura articulada. Por essa razão, os modelos escora-tirante consideram-se particularmente adequados na analise do comportamento de meios contínuos de betão armado próximo da rotura.
Quando se substitui o campo de tensões real por um conjunto de barras rectas com dimensões finitas (as escoras e os tirantes) esta implícito que o desvio das forças está concentrado nos nós. Os nós do modelo correspondem a zonas nodais onde se desenvolvem estados de tensão bi-axiais ou tri-axiais.
Assim, ao efectuar-se o dimensionamento de uma estrutura é necessário não só escolher as dimensões das escoras e as armaduras dos tirantes para as cargas que eles têm de suportar, mas também, verificar a capacidade resistente dos nós assegurando que a transmissão de carga entre os diversos elementos que nele concorrem é possível.
O funcionamento do nó afecta o escoamento das cargas e consequentemente a resistência das escoras e tirantes que a ele estão ligados.
Autor: Maria João Martins Dias de Pinho
Excerto Adaptado
Imagens: Vinci, AS Consulting
