Neste item, são apresentados trabalhos acadêmicos em nível de mestrado e doutorado, relacionados ao tema da dissertação, demonstrando o estágio de desenvolvimento das pesquisas no cenário atual.
2.2.1 Trabalhos do Grupo de Análise e Projeto de Estruturas da UFSC
Dentre os vários trabalhos desenvolvidos no Grupo de Análise e Projeto de Estruturas da Universidade Federal de Santa Catarina (GAP- UFSC), podem ser citadas duas dissertações de mestrado relacionadas
ao tema deste trabalho. São as dissertações de Adriana Carla Kettermann e Alberto Smaniotto.
O trabalho de Kettermann (2002) foi baseado na análise da instabilidade de pilares, tendo como enfoque principal as mudanças normativas que estavam ocorrendo à época de sua elaboração. No entanto, a versão definitiva da norma foi lançada somente em 2003, após a conclusão de seu mestrado. Em seu trabalho, foram analisadas as diferenças ocorridas na construção do diagrama momento-curvatura e elaboradas algumas tabelas de interação, dentro de um intervalo de valores muito limitado, comprometendo a possibilidade de aplicação prática.
Portanto, as tabelas que Kettermann (2002) desenvolveu serviram somente para a análise comparativa entre as duas versões da norma, enquanto que as tabelas a serem desenvolvidas neste trabalho envolvem várias disposições de armadura, possuem uma amplitude maior de valores e visam à aplicação prática.
Por sua vez, Smaniotto (2005) enfatizou que o uso dos programas computacionais possibilita a construção de modelos mais semelhantes às estruturas reais, reduz o risco de erros decorrentes do cálculo manual e reduz também o tempo de cálculo. Salientou ainda que, com as ferramentas computacionais desenvolvidas nos últimos anos, tornou-se possível a modelagem de edifícios inteiros como pórticos espaciais, sujeitos às mais diversas condições de carregamento. Com estes modelos, os momentos fletores atuantes em ambas as direções de um pilar normalmente são diferentes de zero, sendo distintos somente pela ordem de grandeza. Em outras palavras, enquadra-se o pilar sempre no caso de flexão composta oblíqua.
Contudo, nem sempre é conveniente utilizar o processo de dimensionamento por flexão composta oblíqua devido à sua complexidade, visto que a consideração da flexão composta normal é mais simples e fornece bons resultados para os casos aos quais é indicada na literatura técnica.
2.2.2 Trabalhos nacionais
No Brasil, os trabalhos sobre estabilidade local de barras de concreto armado são publicados desde meados de 1970. Desde então, o campo de conhecimento avançou bastante, com a publicação de livros e pesquisas em nível de mestrado e doutorado. Nos últimos anos, o foco
da análise da instabilidade de pilares tem sido propor métodos mais precisos e menos complexos.
Analisando-se a literatura, verifica-se que a principal evolução ocorrida em seu estudo foi o maior emprego de ferramentas computacionais à medida que a capacidade de processamento evoluiu e as máquinas tornaram-se mais acessíveis aos profissionais. Com a evolução dos computadores pessoais, os métodos mais precisos, normalmente iterativos, tornaram-se viáveis, para resolução em tempo hábil, e passaram a ganhar maior espaço entre as possibilidades de análise estrutural. Desta forma, o foco de muitos trabalhos acerca da instabilidade de estruturas tem sido a otimização do processo de cálculo por meio da implementação de rotinas de programação que visam tornar mais eficientes algumas práticas de projeto.
Ademais, segundo Borges (1999), nos projetos mais antigos, o fenômeno da instabilidade não apresentava grande importância prática devido à robustez dos elementos estruturais, em razão da pequena resistência do concreto, além da utilização de aços menos resistentes. Sendo assim, até cerca de 1960, a instabilidade dos pilares era verificada com grande simplicidade, multiplicando-se a carga de trabalho por um coeficiente de majoração, além do coeficiente de segurança.
Contudo, ainda na década de 1970, Aufiero (1977) desenvolveu, em sua dissertação de mestrado, um estudo acerca da estabilidade de pilares isostáticos, dando ênfase ao método do pilar-padrão, dentro das prescrições normativas da antiga NB-1 e das limitações de programação da época. Não desenvolveu tabelas de interação, mas apresentou, em seus anexos, as tabelas do Boletim 103 do CEB-1972, sendo estas bastante limitadas e com poucos valores para interpolação.
A partir de 1980, surgiram várias publicações, inclusive alguns livros, que vieram a abordar o fenômeno da instabilidade, tais como os trabalhos de Fusco (1981) e de Santos (1983). O trabalho de Fusco (1981), intitulado “Solicitações normais”, encontra-se atualmente defasado, mas ainda é referência para os acadêmicos e pesquisadores da área. Por outro lado, a obra de Santos (1983) é menos difundida, apresentando a importância das grandezas adimensionais para o cálculo de pilares e as vantagens da elaboração de tabelas e diagramas de interação, como a abrangência e a independência de unidades adotadas pelo calculista.
Entre outros trabalhos da área, Campos Filho (1982) analisou pilares de concreto armado submetidos à flexão composta oblíqua aplicando o método dos elementos finitos, com um modelo em
deslocamentos, apresentando outra possibilidade de análise dos elementos sujeitos ao fenômeno da instabilidade.
Araújo (1984) estudou o dimensionamento de pilares, conforme a NB-1/78, e desenvolveu tabelas para pilares com seção transversal retangular e armadura simétrica, ficando restrito à flexão composta normal e à verificação da capacidade portante da seção transversal. Alguns anos mais tarde, Araújo (2003) também publicou em seu livro “Curso de concreto armado” diversas tabelas para pilares com seção retangular, em conformidade com a ABNT NBR 6118: 2003.
No entanto, nenhuma destas referências e demais trabalhos disponíveis na literatura atual, apresenta tabelas ou diagramas para verificação direta, ou seja, não incluem a verificação dos efeitos de segunda ordem da forma como está sendo proposta neste trabalho. Ressalta-se ainda que a maioria das referências também se encontra desatualizada em relação à ABNT NBR 6118: 2007.
2.2.3 Panorama internacional
Rüsch (1981) abordou os tipos de equilíbrio por uma analogia com esferas em diversas situações, de forma simples e intuitiva, bastante clara e objetiva. A partir desta analogia, podem ser desenvolvidas todas as premissas do assunto por meio de gráficos que relacionam as curvas de momentos interno e externo, de forma a se obter a capacidade de carga dos elementos comprimidos, demonstrando que a partir de um determinado ponto não se pode mais desprezar as deformações sofridas pelo eixo da barra e deve-se empregar a teoria de segunda ordem. Por meio de sua análise, concluiu que, normalmente, nos elementos pouco esbeltos a capacidade de carga é limitada pela resistência da seção transversal enquanto que nos elementos muito esbeltos a capacidade de carga é limitada pelo problema da instabilidade.
Quanto aos diagramas que relacionam a esbeltez com a resistência da seção, alguns ábacos já haviam sido publicados pelo Boletim 103 do CEB-1972 apud Aufiero (1977). No entanto, estes ábacos continham poucos pontos, devido às dificuldades para serem gerados, tornando-se complexa a sua atualização simultânea com as normas e tornando inviável a sua utilização em muitos casos.
Montoya, Meséguer e Cabré (1987) desenvolveram inúmeros ábacos para dimensionamento de seções transversais retangulares e circulares, tanto cheias quanto vazadas, e tanto com dimensões quanto
adimensionais. Entretanto, em seus diagramas de interação, considerava-se somente a resistência da seção transversal.