Marcela Novischi Kataoka.

Este projeto investiga, de forma ampla, o comportamento de estruturas mistas de aço e concreto, integrando conhecimentos fundamentais com ferramentas modernas de análise. A iniciativa reúne modelagem numérica e técnicas de inteligência computacional para avaliar o desempenho de elementos mistos de aço e concreto. De maneira geral, o trabalho adota uma abordagem multidisciplinar, combinando métodos tradicionais da engenharia com tecnologias emergentes. O projeto busca compreender aspectos essenciais do comportamento desses elementos e abrir caminhos para estudos que aprimorem procedimentos de análise e contribuam para o desenvolvimento de soluções estruturais mais eficientes.

O projeto de estruturas pré-moldadas e de estruturas mistas aço-concreto é normatizado no Brasil por meio das normas da ABNT. Essas normas, porém, não abrangem todo o portfólio de ligações que são empregadas nesses dois sistemas construtivos. Assim, esse projeto de pesquisa visa estudar diferentes tipologias de ligações viga-pilar, pilar-fundação e viga-laje que não são abordadas nas normas atuais de projeto da ABNT, além de avaliar os mecanismos resistentes proporcionados pela aderência entre aço e concreto reciclado e pelo efeito de pino. A equipe deste projeto é formada por doutores e alunos de pós-graduação de cinco instituições de ensino superior, sendo duas localizadas na região Sudeste (USP e UFSCar), duas na região Nordeste (UFS e UFRN) e uma na região Centro-Oeste (UFG). Os pesquisadores envolvidos têm participado de comitês nacionais e internacionais responsáveis pela elaboração de recomendações de projeto para estruturas pré-moldadas. A metodologia desse projeto baseia-se em ensaios experimentais associados à modelagem computacional por meio de softwares baseados no Método dos Elementos Finitos. Para isso, as instituições envolvidas contam com laboratórios equipados para a realização de ensaios e modelagens computacionais.

O projeto em questão foi desenvolvido na Universidade de São Paulo, na Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Engenharia de Estruturas com equipe composta por doutores e alunos de pós-graduação da mesma instituição. Devido às restrições da pandemia, não foi possível realizar experimentos físicos. No entanto, foi feita análise de uma ligação entre um pilar misto preenchido, viga de concreto pré-moldado e laje alveolar. O estudo destacou-se pelo uso inovador de um consolo metálico acoplado a chumbadores. A ligação foi submetida a carregamento cíclico, permitindo avaliar seu comportamento sob condições sísmicas, considerando momento fletor positivo e negativo. Para as simulações numéricas, utilizou-se o software de elementos finitos Diana. O projeto incluiu um estudo paramétrico, variando a taxa de armadura, a altura da laje alveolar e o diâmetro e número de chumbadores, o que foi crucial para entender o impacto dessas variáveis no desempenho das ligações. As constatações foram relevantes para a área, fornecendo insights valiosos sobre ligações em estruturas mistas.

O intertravamento dos agregados é um dos mecanismos responsáveis pela transferência de cisalhamento entre duas superfícies de deslizamento de uma fissura; os outros são o efeito pino, quando a armadura contribui resistindo a uma parcela do deslocamento por cisalhamento (armadura), e o concreto não fissurado, que oferece resistência ao cisalhamento até o desenvolvimento da primeira fissura. O objetivo do projeto foi avaliar a transferência de cisalhamento através de fissuras em concreto armado por meio de modelagem por elementos finitos (MEF) e previsões analíticas. Para isso foram desenvolvidos modelos numéricos tridimensionais que descrevessem o comportamento de corpos de prova de cisalhamento do tipo Z, a fim de determinar as propriedades da interface submetida ao cisalhamento direto em termos de coesão e ângulo de atrito. Os resultados numéricos foram comparados com previsões analíticas e uma nova equação foi proposta para prever a tensão de cisalhamento máxima no concreto fissurado.

O projeto realiza um estudo numérico do comportamento de vigas mistas associadas a lajes alveolares de concreto pré-moldado, destacando a interação vigalaje e a distribuição de esforços no sistema, reconhecendo que as normas vigentes não tratam explicitamente essa combinação, apresentando tendências de desempenho e fatores que condicionam o comportamento global e oferecendo subsídios iniciais para decisões de solução e encaminhamentos de projeto.

A pesquisa investigou o comportamento de ligações mistas viga-pilar compostas por tubos de aço preenchidos com concreto (CFTs), vigas mistas, parafusos, placas de extremidade e lajes mistas. Para isso, foi desenvolvido um modelo numérico tridimensional no software DIANA, validado previamente com resultados experimentais. Esse modelo serviu de base para um estudo paramétrico que analisou os efeitos do diâmetro dos parafusos, do espaçamento entre pinos e da taxa de armadura da laje no desempenho estrutural da ligação. Os resultados mostraram que a modificação isolada de um único parâmetro não aumentou a rigidez global da ligação, pois a falha foi redistribuída para outros componentes. Assim, a pesquisa reforçou que o dimensionamento dessas ligações deveria considerar o conjunto completo de parâmetros que compõem o sistema, permitindo compreender melhor os mecanismos resistentes envolvidos e fornecer recomendações para projetos mais seguros e eficientes em estruturas mistas aço-concreto.

O objetivo desta pesquisa é avaliar, em estado-limite de serviço, o efeito de carregamentos cíclicos na rigidez de ligações mistas entre viga mista e pilar misto preenchido com concreto. A investigação combina ensaios experimentais e simulações numéricas (MEF) para quantificar a degradação de rigidez ao longo dos ciclos.

O objetivo geral é caracterizar o comportamento de uma tipologia usual de ligação lajevigapilar em estruturas pré-moldadas de concreto, com armaduras de continuidade passantes pelo pilar e pelas faces laterais da ligação. O estudo baseia-se em ensaios de nós cruciformes submetidos a carregamento monotônico, visando identificar rigidez, capacidade resistente e mecanismos de transferência de esforços, bem como mapear fissuração e modos de ruptura para embasar recomendações de projeto e detalhamento.

O projeto tem por objetivo consolidar um procedimento de projeto para lajes com vigotas pré-fabricadas de concreto, em conformidade com as normas brasileiras recentemente atualizadas e incorporando os desenvolvimentos técnicos dos últimos cinco anos. Serão sistematizadas e aplicadas as principais alterações normativas, com destaque para: (i) novos critérios de cobrimento das armaduras; (ii) consideração explícita da fissuração do concreto nos estados-limite de serviço; (iii) atualização do tratamento da fluência nas estimativas de deformação ao longo do tempo; e (iv) maior rigor na verificação do estado-limite de deformações excessivas.