Bernardo, Luís Filipe AlmeidaTeixeira, Mafalda Mangana2022-05-302022-05-302022-02-14http://hdl.handle.net/10400.6/12243Neste trabalho são apresentados vários contributos para o estudo e modelação do comportamento de vigas de betão estrutural à torção pura e à torção combinada com outros esforços internos (alguns casos). Todos os estudos apresentados focam o comportamento de vigas com secção transversal retangular (cheia e vazada). Para a concretização do presente trabalho, procedeu-se à compilação de informação encontrada na literatura consultada sobre resultados experimentais de vigas de betão armado e pré-esforçado, ensaiadas primariamente à torção por diversos autores. O objetivo foi utilizar esta informação como base de validação para os vários estudos apresentados no presente trabalho. Para a modelação do comportamento à torção de vigas de betão estrutural foram utilizados diversos modelos teóricos como base, nomeadamente: o Modified Variable Angle Truss Model (MVATM), o Generalized Softened Variable Angle Truss Model (GSVATM) e o Combined Action Softened Truss Model (CA-STM). Para o MVATM foi proposta e validada a sua extensão para o cálculo do comportamento global à torção de vigas de betão pré-esforçado. Este trabalho deu origem a 1 artigo científico publicado numa revista internacional. O GSVATM serviu de modelo base para o estudo comparativo das propostas de leis constitutivas médias para o betão à tração, encontradas na literatura consultada. O objetivo deste estudo foi identificar e avaliar a lei que melhor permite ao modelo prever o comportamento de vigas de betão armado em torção, para baixos níveis de carregamento, designadamente a transição entre o estado não fissurado e fissurado. Os resultados fizeram sobressair uma lei constitutiva média particular, a qual permite ao modelo obter a melhor aproximação dos resultados experimentais. Este trabalho deu origem a 1 artigo científico publicado numa revista internacional. Para o CA-STM foi proposto um refinamento do modelo com uma solução de cálculo eficiente para a previsão do comportamento de vigas de betão armado sujeitas à torção combinada com flexão. Os resultados obtidos demonstraram que o refinamento proposto é adequado e que o novo procedimento de cálculo é mais simples e eficaz, com resultados bastante satisfatórios. Este trabalho deu origem a 1 artigo científico publicado numa revista internacional. No âmbito do comportamento último de vigas de betão armado sujeitas à torção pura foi focado o estudo da ductilidade em torção. Para tal, foi proposta uma quantificação da ductilidade em torção e analisada a influência de vários parâmetros caracterizadores das vigas. Os resultados demonstraram que o tipo de secção transversal (cheia ou vazada), a classe de resistência do betão e a taxa total de armadura de torção são as variáveis de estudo que mais influenciam a ductilidade de uma viga de betão armado em torção. Foram também propostas orientações para a garantia da ductilidade em torção. Este trabalho deu origem a 1 artigo científico publicado numa revista internacional. No que toca à verificação da segurança ao estado limite último das vigas de betão armado sujeitas à torção pura foi feito um estudo comparativo, envolvendo disposições normativas sobre torção de diversos documentos de dimensionamento de vigas de betão armado. O objetivo deste estudo foi verificar a sua fiabilidade para o cálculo do momento torsor resistente através da comparação com numerosos resultados experimentais. Os resultados demonstram que existe necessidade de rever alguns aspetos das disposições normativas para otimizar o dimensionamento de vigas de betão armado à torção. Este trabalho deu origem a 1 artigo científico publicado numa conferência internacional. Por fim, tendo por base um estudo experimental previamente realizado e envolvendo vigas de alta resistência pré-esforçadas com secção vazada ensaiadas à torção, foi feito o estudo do comportamento registado e uma discussão dos resultados. Este trabalho deu origem a 1 artigo científico publicado numa revista internacional.In this work, several contributions are presented for the study and modeling of structural concrete beams’ behavior under pure torsion and combined with some other internal forces. All the presented studies focus on the behavior of beams with rectangular cross-sections (plain and hollow). For this, experimental results of reinforced and prestressed concrete beams tested under torsion as the main loading, from several authors, were compiled. The aim was to use this information as a basis to validate several studies presented in this work. To model the torsional behavior of structural concrete beams, several theoretical models were used as basis, namely: the Modified Variable Angle Truss Model (MVATM), the Generalized Softened Variable Angle Truss Model (GSVATM) and the Combined Action Softened Truss Model (CA-STM). For the MVATM, an extension was proposed and validated in order to predict the global behavior of prestressed concrete beams under torsion. Based on this work, 1 scientific article was published in an international journal. The GSVATM was used as a base model for perform a comparative study of the proposed smeared constitutive laws for tensile concrete found in the literature. The aim of this study was to evaluate and identify which law best allows the model to predict the behavior of reinforced concrete beams in torsion for low loading levels, namely the transition between the uncracked and cracked state. The results showed that there is a particular smeared constitutive law which allows the model to approximate better the experimental results. From the results of this work, 1 scientific article was published in an international journal. For the CA-STM, a refinement of the model was proposed along with an efficient calculation solution to predict the behavior of reinforced concrete beams under torsion combined with bending. The obtained results showed that the proposed refinement is appropriate and the new calculation procedure is simpler and more efficient, with very satisfactory results. This work originated 1 scientific article published in an international journal. For the ultimate torsional behavior of reinforced concrete beams, the study of ductility in torsion was particularly focused. For this, a quantification of the torsional ductility was proposed and the influence of several parameters, which characterize the beams, was analyzed. The results showed that the type of cross section (plain or hollow), the concrete compressive strength and the total ratio of torsional reinforcement are the variable studies which most influence the torsional ductility. Guidelines for ensuring torsional ductility were also proposed. Based on this study, 1 scientific article published in an international journal. Regarding the safety for ultimate limit state of reinforced concrete beams under pure torsion, a comparative study was carried out involving the torsional guidelines from several normative documents. The aim of this study was to verify their reliability to predict the torsional strength by comparison with several experimental results. The results demonstrate that there is still a need to review some aspects of the normative guidelines to optimize the design of beams under torsion. This work originated 1 scientific article published in an international conference. Finally, based on an experimental study previously carried out and involving pre-stressed high-strength beams with hollow section under torsion, a study on the behavior of such beams and a discussion of the results was carried out. This work originated 1 scientific article published in an international journal.porVigas de Betão EstruturalTorçãoPré-esforçoFlexãoModelação do Comportamento MecânicoModelos da Analogia da Treliça EspacialAvaliação ExperimentalResistência e DuctilidadeDocumentos Normativosdoctoral thesis101601034