Análise de efeito de escala nos mecanismos complementares de resistência ao cisalhamento e sua supressão por reforço transversal - contribuições para a NBR 6118

Resumo

A relevância do efeito escala é conhecida nos mecanismos de transferência de cisalhamento em materiais quase-frágeis, como o concreto. Bažant propôs uma abordagem assintótica entre a teoria da plasticidade e a Mecânica da Fratura Elástica Linear, exibindo uma proporcionalidade da resistência nominal do concreto com $d^{-1/2}$, sendo $d$ a altura útil da viga. Recentemente, a expressão do código norte americano ACI 318:2014 para os mecanismos complementares de cisalhamento foi atualizada (ACI 318:2019), com a inserção de um fator de efeito de escala. No Brasil, publicações recentes identificaram tendências não conservadoras nas previsões da NBR 6118:2014 para maiores valores de $d$; ainda assim, o código brasileiro nunca considerou efeito escala devido à aparente supressão pelo reforço transversal. Considerando esse cenário, esse artigo faz uma análise abrangente das previsões normativas da NBR 6118:2014 para a resistência ao cisalhamento usando como referência os artigos da base de dados ACI-ASCE DatStb 445-D. Os resultados exibem fortes tendências da variável erro de modelo em relação à taxa de reforço longitudinal e altura útil para as vigas sem reforço transversal. Uma análise em duas etapas é efetuada neste trabalho: primeiro, uma regressão não-linear é realizada, em termos da taxa de reforço longitudinal; na sequência, uma regressão linear é realizada para a altura da viga. A análise de confiabilidade estrutural corrobora os resultados apontando que a incorporação dos fatores para efeito escala e taxa de reforço longitudinal leva à redução do erro de modelo. Para vigas com reforço transversal, são observadas tendências mais sutis de variação do erro de modelo com a altura útil da viga. Contudo, a análise mostra que as maiores alturas de viga ainda concentram a maior parte dos resultados para as quais o modelo é não conservador; logo, mais estudos são necessários para descrever precisamente como o reforço transversal suprime o efeito escala.

Palavras-chave:
mecânica da fratura; efeito escala; mecanismos complementares de resistência ao cisalhamento; supressão do efeito escala; erro de modelo