Corte em RCS - secções transversais circulares

Para começar, recordemos as direções das tensões de corte numa secção transversal circular. 

As tensões de corte numa secção transversal circular sólida não fendilhada têm direção vertical e assumem-se constantes ao longo da largura b. Se ocorrer fendilhação por flexão na secção, a distribuição vertical das tensões de corte será modificada. Um esboço dessas distribuições de tensões de corte pode ser encontrado na figura seguinte.

Para determinar as tensões de corte em elementos de parede fina fechados, assume-se que as tensões de corte estão uniformemente distribuídas ao longo de toda a espessura t da parede e atuam paralelamente aos limites da secção.

Estas hipóteses podem ser verificadas por análise de elementos finitos das secções transversais. Na figura seguinte, podemos observar os resultados da análise de elementos finitos para três tipos de secção transversal - secção circular sólida, secção circular vazada e secção trapezoidal. Os cálculos foram realizados na ferramenta Editor de secção transversal geral. As tensões de corte causadas pela força de corte unitária V_v são apresentadas incluindo as setas do fluxo de tensões.

Consideremos estribos equidistantes às arestas da secção transversal, conforme ilustrado na figura abaixo. 

Podemos observar que o fluxo de tensões de corte na secção circular sólida não segue a geometria dos estribos, causando uma eficácia reduzida da armadura de corte. Este efeito é tido em conta pelo fator de redução χ, que influencia a resistência ao corte V_Rd,s.

No IDEA StatiCa RCS, o fator de redução é calculado de acordo com a seguinte fórmula.

$${χ}={{b}_{w}} / {{d}_{h}}\le 0.85$$

Onde b_w é a largura de corte e d_h é o diâmetro do estribo circular. 

A largura de corte b_w é calculada de várias formas.

1. Método

A largura de corte b_w é calculada como a largura mínima entre os banzos de tração e de compressão em caso de ocorrência de fendilhação por flexão no ULS. Pode ser observada em dois exemplos de uma secção circular na figura seguinte.

2. Método

Se o estado sem fendilhação por flexão for desprezado - ver figura:

E se não existir banzo de tração ou de compressão na secção transversal (toda a secção está sob compressão ou tração),  b_w é a largura da secção transversal à distância d da extremidade da secção transversal. Onde d é a altura útil e é calculada como d=0.9*h para secções sem banzo de tração ou de compressão (totalmente comprimidas ou totalmente tracionadas).

3. Método

Se o estado sem fendilhação por flexão for considerado (de acordo com EN 1992-1-1 6.2.2(2)) e a secção transversal não for afetada por fendilhação por flexão no ULS. O valor de b_w é calculado ao nível da tensão principal de tração máxima.

4. Método

Uma secção transversal afetada por fendilhação por flexão, mas onde existe apenas o banzo de compressão ou apenas o banzo de tração - a área para a qual o programa procura o menor valor de b_w é delimitada de um lado pelo centro de gravidade existente do betão à compressão (ou pelo centro de gravidade da armadura à tração), sendo o outro lado da área definido pela armadura de corte.

5. Método

Em alguns casos, vale a pena considerar a definição manual do valor de b_w. Tal pode ser feito no editor de armadura.