Resumo: Uma estrutura de concreto armado é formada por duas regiões distintas: as regiões B, onde as deformações por cisalhamento são desconsideráveis e se pode aplicar a simplificação de que as seções permanecem planas após a deformação, e as regiões D, onde as deformações por cisalhamento são significativas. Nestas últimas, a análise é normalmente feita através do Método das Bielas (MB) ou do Método dos Elementos Finitos (MEF). O Método Biela- Painel (MBP), um modelo intermediário entre o MB e o MEF, teve suas primeiras aplicações na engenharia civil na década de 1960, seguindo o conceito de dividir a estrutura em dois tipos distintos de elementos: as bielas, que carregam tensões normais, e os painéis, que carregam tensões cisalhantes. No final da década de 1990, a formulação do MBP foi utilizada no desenvolvimento do programa SPanCAD (HOOGENBOOM, 1998). Infelizmente esse programa se tornou obsoleto e, atualmente, não existe um programa computacional atualizado para aplicação deste método. Assim, este trabalho visa desenvolver a ferramenta computacional SPMTool, para análise de estruturas de concreto armado utilizando o MBP. Este programa se trata de um complemento para as versões mais recentes do AutoCAD, no qual é possível executar análises elásticas que auxiliam no dimensionamento de elementos estruturais, bem como análises não-lineares para previsão de deslocamentos, aberturas de fissuras e capacidade de carga. Em conjunto com a biblioteca RCMembrane, também desenvolvida neste trabalho, o programa utiliza os modelos mais desenvolvidos de análise de elementos de membrana, como a Teoria Modificada do Campo de Compressão (TMCC), o Modelo de Campo de Tensão Perturbado (MCTP) e o Modelo de Membrana Atenuado (MMA). Os modelos foram validados a partir de resultados de ensaios experimentais de painéis, vigas-parede, vigas com aberturas e consolos, disponíveis na literatura. Foram desenvolvidos exemplos de dimensionamento a partir de análises elásticas do SPMTool, e os resultados das simulações não-lineares foram comparadas aos resultados do software comercial ATENA 2D. De modo geral, os modelos do SPMTool se deformaram mais que os do ATENA, porém, conseguiu-se notáveis aproximações de carregamentos de fissuração e ruptura, com custo computacional muito inferior. Por fim, mostrou-se que o SPMTool é uma ferramenta de uso intuitivo, que utiliza apenas parâmetros usuais dos materiais, e, por se tratar de um complemento para AutoCAD, torna-se atrativo para utilização no dia-a-dia dos escritórios de cálculo estrutural e aplicação educacional Ver menos

Abstract: A reinforced concrete structure is formed by two distinct regions: B regions, where shear strains are negligible and the simplification that cross-sections remain plane after deformation can be applied, and D regions, where shear strains are significant. For these last, analysis is generally done by Strut and Tie Method (STM) or Finite Element Method (FEM). The Stringer-Panel Method (SPM), an intermediate model between STM and FEM, was first applied in civil engineering in the 1960s, and its concept is to divide a structure in two distinct elements: stringers, which carry normal stresses, and panels, which carry shear stresses. In the late 1990s, the SPM’s formulation was used in the development of SPanCAD (HOOGENBOOM, 1998). Unfortunately, this program became obsolete and, nowadays, there is no updated computer program for the application of this method. So, this research aims to develop the software SPMTool, for analysis of reinforced concrete structures by SPM. This program is a plugin for the most recent versions of AutoCAD, in which it’s possible to execute elastic analysis that assist the design of structural elements, as well non-linear analyses for predicting displacements, crack openings and load capacity. Together with the RCMembrane library, also developed in this research, the program uses the most advanced membrane element analysis models, such as the Modified Compression Field Theory, the Disturbed Stress Field Model and the Softened Membrane Model. The models were validated from experimental results of panels, deep beams, beams with openings and corbels, available in the literature. Design examples were developed from SPMTool elastic analyses, and the nonlinear simulations’ results were compared to the commercial software ATENA 2D. In general, SPMTool’s models deformed more than ATENA’s, however, remarkable approximations were achieved for cracking and ultimate loads, with much lower computational cost. Finally, it was showed that SPMTool is an intuitive tool that uses only materials’ usual parameters, and, for being a plugin for AutoCAD, it becomes attractive for the day-to-day use in structural design offices and educational use Ver menos