Estados limite e cálculo da largura da fenda

A avaliação da estrutura utilizando o CSFM é efectuada através de duas análises diferentes: uma para a capacidade de utilização e outra para combinações de cargas no estado limite último. A análise de utilização assume que o comportamento final do elemento é satisfatório e que as condições de cedência do material não serão atingidas nos níveis de carga de utilização. Esta abordagem permite a utilização de modelos constitutivos simplificados (com um ramo linear do diagrama tensão-deformação do betão) para a análise de utilização, de modo a aumentar a estabilidade numérica e a velocidade de cálculo. Por conseguinte, recomenda-se a utilização do fluxo de trabalho apresentado abaixo, no qual a análise do estado limite último é efectuada como primeiro passo.

Análise do estado limite último

As diferentes verificações exigidas por códigos de projeto específicos são avaliadas com base nos resultados diretos fornecidos pelo modelo. As verificações do estado limite último são realizadas para a resistência do betão, resistência da armadura e ancoragem (tensões de corte da ligação).

Para garantir que um elemento estrutural tem um dimensionamento eficiente, é altamente recomendável executar uma análise preliminar que tenha em conta os seguintes passos:

• Escolher uma seleção das combinações de cargas mais críticas.
• Calcular apenas as combinações de carga do estado limite último (ULS).
• Utilizar uma malha grosseira (aumentando o multiplicador do tamanho de malha padrão em Configuração (Fig. 19)).

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 19\qquad Mesh multiplier.}}}\]

Este modelo será calculado muito rapidamente, permitindo aos projectistas rever a pormenorização do elemento estrutural de forma eficiente e executar novamente a análise até que todos os requisitos de verificação sejam cumpridos para as combinações de carga mais críticas. Uma vez cumpridos todos os requisitos de verificação desta análise preliminar, sugere-se a inclusão de todas as combinações de cargas últimas e a utilização de uma malha fina (o tamanho de malha recomendado pelo programa). O utilizador pode alterar o tamanho da malha através do multiplicador, que pode atingir valores de 0,5 a 5 (Fig. 19).

Os resultados básicos e as verificações (tensão, deformação e utilização (i.e., o valor calculado/valor limite do código), bem como a direção das tensões principais no caso de elementos de betão) são apresentados através de diferentes gráficos, onde a compressão é geralmente apresentada a vermelho e a tensão a azul. Os valores globais mínimos e máximos para toda a estrutura podem ser destacados, assim como os valores mínimos e máximos para cada parte definida pelo utilizador. Num separador separado do programa, podem ser mostrados resultados avançados como valores tensoriais, deformações da estrutura e relações de armadura (efectivas e geométricas) utilizadas para calcular o reforço de tração dos varões de reforço. Além disso, podem ser apresentadas cargas e reacções para combinações ou casos de carga selecionados.

Análise do estado limite de utilização

As avaliações SLS são efectuadas para a limitação de tensões, largura de fendas e limites de deflexão. As tensões são verificadas no betão e nos elementos de reforço de acordo com o código aplicável, de forma semelhante à especificada para o ULS.

A análise de utilização contém certas simplificações dos modelos constitutivos que são utilizados para a análise do estado limite último. Assume-se uma ligação perfeita, ou seja, o comprimento da ancoragem não é verificado no estado limite de utilização. Além disso, o ramo plástico da curva tensão-deformação do betão em compressão não é considerado, enquanto o ramo elástico é linear e infinito. Estas simplificações aumentam a estabilidade numérica e a velocidade de cálculo, e não reduzem a generalidade da solução, desde que os limites de tensão do material resultante na utilização sejam claramente inferiores aos seus pontos de cedência (conforme exigido pelas normas). Por conseguinte, os modelos simplificados utilizados para a capacidade de utilização só são válidos se todos os requisitos de verificação forem cumpridos.