Desenvolvimento de um programa de cálculo de secções de betão armado

Abstract

Esta dissertação tem por objectivo o desenvolvimento de um programa informático, o XCoSec, destinado ao dimensionamento e verificação da segurança de secções transversais de betão armado, em estado limite último, segundo o disposto no Eurocódigo 2. Pretendeu-se que a aplicação fosse o mais universal possível, ou seja, que englobasse a maioria dos casos, admitindo por isso a possibilidade de considerar secções de geometria qualquer, definida pelo utilizador, sujeitas a diversos tipos de esforços (flexão simples, composta e desviada, esforço transverso e torção). A aplicação foi idealizada por forma à sua utilização ser expedita e intuitiva. Para isso, desenvolveu-se uma interface gráfica que facilita a introdução de dados, possibilitando o uso de secções e materiais predefinidos. Desenvolveram-se ferramentas que permitem visualizar gráficos de interacção de esforços resistentes, para situações de flexão composta e desviada, como a elaboração da superfície tridimensional de flexão desviada sob forma de ábaco. Os materiais predefinidos no programa foram descritos e caracterizados a nível mecânico, através das leis constitutivas de comportamento definidas no Eurocódigo 2. Foram também expostas as bases teóricas que, de acordo com esse documento, fundamentam os cálculos executados pelo programa. A linguagem de programação adoptada para o desenvolvimento do programa foi a linguagem orientada a objectos C#, que deu um forte contributo à versatilidade do produto final. Foi realizado um breve enquadramento acerca da temática da programação orientada a objectos, em particular da linguagem adoptada. Recorrendo ao programa, foram resolvidos alguns casos práticos, validando os resultados manualmente, com recursos a tabelas e ábacos existentes, de forma a comprovar o correcto funcionamento do programa. Por fim, foi elaborado um manual de utilização do programa, onde se explica o modo de utilização da aplicação.

The purpose of this dissertation is the development of software, named XCoSec, to design and check the safety of reinforced concrete cross section in ultimate limit states, according with Eurocode2. It was intended that the application was as universal as possible so that it could cover the majority of cases, including the possibility to consider any user-defined cross section shape, under various types of loads (biaxial bending, shear and torsion). The software was designed to be quick and intuitive. Therefore, a graphical interface that facilitates data entry, with the possibility to use predefined cross section shapes and materials was developed. Tools have been created to determine and show interaction graphics that define the ultimate strength for axial/biaxial bending cases. One of them is the representation of the three-dimensional surface of biaxial bending through abacuses. The mechanical behaviour of predefined materials was described and characterized using constitutive laws defined in Eurocode 2. Theoretical basis were also exposed in accordance to this document that underlies the calculations performed by the program. The adopted programming language was C#, an object oriented language, which give a good contribution to the final product versatility. A brief overview about object oriented programming was made, focusing particularly on the adopted language. Some practical cases were solved with the software and the results validated with hand calculations, and also using existing tables and abacuses. Finally, an user’s manual was created, that explains how to use the software correctly.