Análise da contribuição da protensão à resistência ao cisalhamento em vigas pré-fabricadas de concreto protendido

Bibliographic Details
Main Author: Avelino, Jeyce Nielle Câmara
Publication Date: 2021
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFRN
dARK ID: ark:/41046/0013000009rs8
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Summary: This research aimed to study the collaboration of prestressing in the shear-resistant capacity of prefabricated prestressed concrete beams, through literature review and analysis of beams of different heights and concrete compressive strength ranging from 35 to 90MPa. In addition, the influence of the design of prestressing strands (straight or polygonal) and their quantity on the collaboration of complementary mechanisms to the truss in the region of maximum tangential stresses was also evaluated. This parametric analysis of the effect of prestressing on shear strength was performed under the criteria of NBR 6118:2014, EUROCODE 2:2004 and ACI 318:2019 standards. As a result, it was observed that this effect was considered more intensely by the American standard ACI 318:2019, followed by NBR 6118:2014 and EUROCODE 2:2004. For all groups, the increase in the prestressing contribution of the 60 cm-height beam to the 100 cm-height beam was greater than that of the 80-cm beam to the 100 cm beam, and, in general, the contribution to the increase in strength to shear was decreasing as the compressive strength of concrete increased. Both facts are mainly due to the decrease in the compressive stress in the concrete (less prestressing force applied due to the smaller amount of prestressed reinforcement needed), since the inertia of the section increased significantly while the loading remained practically the same, changing only the portion due to own weight. Finally, the 20% increase in the steel area caused the portion of the prestressing contribution to increase on average 22% for NBR 6118:2014, 6.22 % for ACI 318:2019 and 29.1% for EUROCODE 2:2004. These results demonstrate that the American standard considers little or nothing, in the case of the approximate method, the steel area in its calculation process, while the Brazilian and European standards consider this influence in a relevant way.
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As a result, it was observed that this effect was considered more intensely by the American standard ACI 318:2019, followed by NBR 6118:2014 and EUROCODE 2:2004. For all groups, the increase in the prestressing contribution of the 60 cm-height beam to the 100 cm-height beam was greater than that of the 80-cm beam to the 100 cm beam, and, in general, the contribution to the increase in strength to shear was decreasing as the compressive strength of concrete increased. Both facts are mainly due to the decrease in the compressive stress in the concrete (less prestressing force applied due to the smaller amount of prestressed reinforcement needed), since the inertia of the section increased significantly while the loading remained practically the same, changing only the portion due to own weight. Finally, the 20% increase in the steel area caused the portion of the prestressing contribution to increase on average 22% for NBR 6118:2014, 6.22 % for ACI 318:2019 and 29.1% for EUROCODE 2:2004. These results demonstrate that the American standard considers little or nothing, in the case of the approximate method, the steel area in its calculation process, while the Brazilian and European standards consider this influence in a relevant way.Esta pesquisa teve por objetivo estudar a colaboração da protensão na capacidade resistente ao esforço cortante de vigas pré-fabricadas de concreto protendido, através da revisão da literatura e análise de vigas de diferentes alturas e de resistência à compressão do concreto variando de 35 a 90MPa. Em complemento, avaliou-se também a influência do traçado dos cabos de protensão (reto ou poligonal) e sua quantidade na colaboração dos mecanismos complementares a treliça na região das tensões tangenciais máximas. Esta análise paramétrica do efeito da protensão na resistência ao cisalhamento foi realizada sob os critérios das normas NBR 6118:2014, EUROCODE 2:2004 e ACI 318:2019. Como resultados, observou-se que esse efeito foi considerado com mais intensidade pela norma americana ACI 318:2019, seguido da NBR 6118:2014 e EUROCODE 2:2004. Para todos os grupos, o acréscimo da contribuição da protensão da viga de altura 60 cm para a de altura 100 cm foi maior que o da viga de 80 cm para a de 100 cm, e, de modo geral, a contribuição no acréscimo de resistência ao cisalhamento foi diminuindo conforme aumentava o fck. Ambos os fatos se devem principalmente à diminuição da tensão de compressão no concreto (menor força de protensão aplicada devido a menor quantidade de armadura ativa necessária), visto que a inércia da seção aumentou significativamente enquanto que o carregamento permaneceu praticamente o mesmo. Por fim, o acréscimo de 20% na área de aço fez com que a parcela da contribuição da protensão aumentasse em média 22% para a NBR 6118:2014, 6,22 % para o ACI 318:2019 e 29,1% para o EUROCODE 2:2004. Estes resultados demonstram que a norma americana considera pouco ou nem considera, no caso do método aproximado, a área de aço em seu processo de cálculo, enquanto que as normas brasileira e europeia consideram de modo relevante essa influência.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNEngenharia CivilDepartamento de Engenharia CivilSilva Filho, José Neres da0000-0001-6407-7144http://lattes.cnpq.br/57282293960255870000-0002-9138-1771http://lattes.cnpq.br/0915972389480304Nascimento Neto, Joel Araújo do0000-0003-4842-1587http://lattes.cnpq.br/2747505817148030Coutinho, Pedro Mitzcun0000-0002-9764-267Xhttp://lattes.cnpq.br/5335541928853227Avelino, Jeyce Nielle Câmara2021-09-19T23:46:40Z2021-09-19T23:46:40Z2021-09-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfAVELINO, Jeyce Nielle Câmara. Análise da contribuição da protensão à resistência ao cisalhamento em vigas pré-fabricadas de concreto protendido. 2021. 111f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil). Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/34014ark:/41046/0013000009rs8Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2021-10-18T20:21:03Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/34014Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2021-10-18T20:21:03Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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