Vigas mistas madeira-betão: Modelação e análise linear

Abstract

As soluções estruturais com elementos mistos madeira-betão assumem particular relevo na reabilitação e reforço de pavimentos de madeira. Têm também encontrado aplicação na construção de tabuleiros de pontes, sendo particularmente competitivas para pequenos vãos.A análise linear de vigas mistas madeira-betão é habitualmente realizada utilizando o chamado “método ”, descrito no Anexo B da Parte 1-1 do Eurocódigo 5. Este método baseia-se na quantificação do grau de interacção entre as componentes por intermédio de um parâmetro estabelecido para uma viga simplesmente apoiada submetida a uma carga transversal sinusoidal, situação dificilmente encontrada na prática.Esta dissertação apresenta um modelo unidimensional consistente para o comportamento material e geometricamente linear de vigas mistas planas sob a acção de forças quase-estáticas. Considera-se que a ligação de corte entre as componentes de uma viga se distribui contínua e uniformemente ao longo do interface. Não se admite a possibilidade de separação vertical entre as componentes. Refira-se que o modelo apresentado é aplicável sempre que todos os materiais, incluindo a conexão, apresentem um comportamento elástico linear, não sendo, portanto, exclusivo das vigas mistas madeira-betão.Efectua-se um estudo analítico detalhado de uma viga simplesmente apoiada submetida a uma carga transversal uniformemente distribuída. Este estudo coloca em evidência a importância da rigidez da conexão de corte entre componentes e de uma eventual restrição ao escorregamento nas secções extremas.

Structural solutions with mixed timber-concrete elements assume special importance on the rehabilitation and reinforcement of wooden flooring. These elements have found themselves applied not only on composite floors but also in the construction of bridge decks, especially cost in short span bridges.The linear analysis of mixed timber-concrete beams is usually performed using the so called “ method” described in Annex B of Eurocode 5 - Part 1-1. This method is based on quantifying the interaction degree between components by means of a parameter, stablished on a simply supported beam subject to a sinusoidal transverse load, conditions rarely found in real scenarios.This dissertation presents a unidimensional model consistent for the material behavior and geometrical linear of planar composite beams under the action of near static forces. The shear connection between the components of a beam is assumed to be continuous and uniform along the interface. The possibility of separation between components is not considered in this model. This model can be applied to other materials once all materials, including the connection, present a linear elastic behavior, making this model applicable to other materials other than timber-concrete composite beams.A detailed analytical study of a simply supported beam subject to a uniformly distributed transverse load is presented in this work. This study highlights the importance of the shear connection rigidity between components and a possible slippage restriction on end sections.