Condições de acoplamento e vinculações

Todos os conjuntos modelados foram acoplados entre si seguindo os procedimentos abaixo:

• Armadura passiva / laje: A vinculação existente entre a armadura passiva e a laje de concreto, conforme apresenta a

Figura 6.16

, foi estabelecida através do item

embedded constrain contido no software ABAQUS®. Com a utilização desta

que representam a armadura são restringidos à translação para valores interpolados dos correspondentes graus de liberdade dos elementos que representam a laje de concreto. Para o uso desta ferramenta foi necessário a definição de duas regiões, sendo a região embedded que corresponde a armadura passiva e a região host, que corresponde a laje de concreto.

Figura 6.16: Vinculação entre armadura passiva e laje de concreto

Fonte: Adaptado do ABAQUS® (2014)

• Perfil de aço / laje (Tie constraint): Para este caso específico, não foram modelados os conectores de cisalhamento, conforme também foi feito no estudo de Kirchhof (2004). As duas superfícies em contato foram vinculadas através da restrição do tipo Tie constraint contido no software explorado. Este comando permite com que duas superfícies que estão em contato tenham os nós comuns acoplados com restrição de todos os graus de liberdade, de modo que haja uma ligação rígida entre estas. A utilização dessa ferramenta requer a escolha de duas superfícies:

master e slave, no qual foram selecionadas a mesa superior do perfil e a fibra

inferior da laje de concreto armado, respectivamente, conforme é destacado na

Figura 6.17: Interface com aplicação da vinculação tipo TIE

Fonte: Adaptado do ABAQUS® (2014)

• Perfil de aço / laje (Interações de contato): Outra estratégia para se modelar a interface aço/concreto utilizada neste trabalho, foi através da utilização de interações de contato. Todas as faces que estarão em contato, que no caso deste trabalho é a mesa superior de aço e a fibra inferior da laje, formam sua superfície de contato. As propriedades de contato utilizadas na interface se destinam ao comportamento normal (normal behavior) e comportamento tangencial (tangencial

behavior). O comportamento normal foi definido como sendo “hard contact”, o que faz com que a penetração da superfície slave na superfície master seja imperceptível. Já para o comportamento tangencial, foi adotado um coeficiente de atrito igual a 0.4, de acordo com o que foi utilizado por Pathirana et al. (2016). Para essa interação, foi necessária também a definição de uma superfície chamada master e outra denominada slave, sendo adotados para estas a superfície da mesa superior do perfil de aço e a borda inferior da laje de concreto, respectivamente. Nesta estratégia de modelagem da interface, diferentemente da utilização da restrição tipo TIE, para garantir a vinculação perfil-laje foi necessária a modelagem de conectores de cisalhamento, onde foram aplicados os seguintes acoplamentos: o Perfil de aço / conector: Os nós que constituem a base dos conectores foram acoplados, através do comando TIE CONSTRAINT, aos nós correspondentes da mesa superior do perfil de aço, conforme indica a

Figura 6.18

. Esta técnica se mostrou eficiente nos estudos de Xing et al. (2016) e Gil, Goñi e Bayo (2012). Este comando permitiu uma vinculação entre os nós da base dos conectores e a mesa superior do perfil, que estão em contato, de modo que todos os graus de liberdade fossem restringidos. Para aplicação desta ferramenta foi necessário informar ao software duas

superfícies: master surface e slave surface. Para este caso em questão, a mesa superior do perfil foi adotada como superfície master e a base dos conectores como superfície slave.

Figura 6.18: Vinculação entre o perfil de aço e conectores de cisalhamento

Fonte: Adaptado do ABAQUS® (2014)

o Laje / conector: O contato entre estes dois materiais, de acordo com o que apresenta a

Figura 6.19

, foi realizado através do comando embedded

constrain. Esta ferramenta simula de maneira satisfatória a ação do

conector no interior do concreto, conforme ocorreu no estudo de Gil, Goñi e Bayo (2012). Este comando exige a definição de duas regiões, sendo,

embedded region que corresponde ao conector de cisalhamento e host region, que corresponde a laje de concreto.

Figura 6.19: Vinculação entre conectores de cisalhamento e laje de concreto

• Cabo de protensão / enrijecedor de borda: A vinculação existente entre o cabo de protensão e os enrijecedores de borda, conforme apresenta a

Figura 6.20

, foi realizada através da restrição tipo TIE. O uso dessa ferramenta permitiu que houvesse uma junção entre o cabo e os enrijecedores, de modo que todos os graus de liberdade fossem restringidos, permitindo que os esforços de protensão fossem transmitidos à viga mista. Para estabelecer esta vinculação, foi necessário vincular o cabo em toda a superfície do enrijecedor, pois a escolha somente de um nó resultou em problemas de convergência. Conforme já citado, a utilização dessa restrição requer a escolha de duas superfícies, sendo o enrijecedor adotado como superfície master e as extremidades do cabo como superfície slave.

• Cabo de protensão / desviadores: O acoplamento existente entre o cabo de protensão e os desviadores, que são também enrijecedores intermediários, de acordo com o que indica a

Figura 6.20

, foi estabelecido através do item coupling contido no módulo interaction do software. Esta ferramenta fornece a opção para o usuário determinar quais os graus de liberdade serão restringidos nos nós em contato e, no caso do presente trabalho, foram restringidos todos os graus de liberdade, exceto a translação na direção U1(x), visto que, os desviadores permitem livre movimentação do cabo no seu sentido longitudinal. Para estabelecer esta vinculação, foi necessário a criação de um ponto de referência (reference point) acoplado ao enrijecedor com restrição de todos os graus de liberdade. Após isso, foi estabelecida a vinculação entre o ponto de referência e o nó correspondente do cabo.

Figura 6.20: Vinculação entre cabo de protensão e os enrijecedores do perfil de aço

Os vínculos externos foram simulados conforme

Figura 6.21

, onde foram restringidos todos os graus de liberdade, exceto a translação na direção do eixo x e a rotação em torno do eixo z.

Figura 6.21: Vinculação no apoio da viga no modelo numérico

Fonte: Adaptado do ABAQUS® (2014)

Com o intuito de reduzir o número de elementos e consequentemente o tempo de processamento do modelo e custo computacional do mesmo, assim como foi realizado em diversos trabalhos, neste trabalho fez-se o uso da simetria, onde somente a metade da estrutura é modelada. Na

Figura 6.21

é apresentado o plano de simetria na seção transversal central da viga mista, onde os nós da superfície em destaque foram restringidos na direção do eixo x às translações.

No documento UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ESTRUTURAS E (páginas 147-152)