Estudo numérico de vigas curvas para pontes submetidas a esforços cortantes
Título alternativo
A numerical study of curved bridge girders subjected to shear force
Autor(a)
Reis, Fernanda Trindade Barbosa
Orientador(a) Coorientador(a)
Bezerra, Luciano Mendes||Rocha, Jorge Douglas Bonilla
Data de aceite
2026-04-17
Data de disponibilizacao
2026-04-17
Data de publicacao
2026-04-17
Data de defesa submissao
2025-10-30
Citacao
REIS, Fernanda Trindade Barbosa. Estudo numérico de vigas curvas para pontes submetidas a esforços cortantes. 2025. 115 f., il. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2025.
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, 2025.
Resumo Portugues
As pontes curvas destacam-se na idealização viária e estética das cidades, pela sinuosidade
dos seus componentes. No entanto, o projeto de pontes curvas envolve complexidade, em
razão da interação entre curvatura, esbeltez e condições de contraventamento transversal
de suas vigas I, que complica os cálculos de resistência ao cisalhamento. As diretrizes das
normas vigentes, como a EN 1993-1-5 e a EN 1993-2, derivadas essencialmente de estudos
sobre vigas retas, não contemplam de forma satisfatória os efeitos adicionais introduzidos
pela curvatura, impondo restrições que podem comprometer a precisão em aplicações
práticas de projeto. Neste trabalho, desenvolveu-se uma investigação numérica abrangente,
por meio de modelagem não linear com elementos finitos, utilizando o software ABAQUS.
O estudo envolveu 180 modelos paramétricos, devidamente calibrados e validados a partir
de ensaios experimentais da literatura, e considerou diferentes valores de esbeltez da alma,
relações de aspecto, raios de curvatura e duas condições de contraventamento transversal.
Foram avaliadas a força cortante crítica elástica e a resistência última ao cisalhamento das
vigas, com ênfase na caracterização do comportamento pós-crítico, quando presente. Os
resultados mostraram que o aumento da curvatura reduz substancialmente a resistência ao
cisalhamento, enquanto maiores índices de esbeltez da alma favorecem o desenvolvimento
da capacidade pós-crítica. Além disso, foram verificadas discrepâncias expressivas entre
as previsões numéricas e normativas, o que incluiu estimativas conservadoras e não
conservadoras, dependendo da geometria e das condições de restrição das vigas I curvas.
As conclusões evidenciaram as limitações das formulações de projeto atuais e reforçaram
a necessidade de revisões no EUROCODE 3 que incorporem explicitamente os efeitos da
curvatura no dimensionamento ao cisalhamento de pontes de aço.
Resumo Ingles
Curved steel bridges stand out in the geometric and aesthetic design of urban and highway
infrastructures due to the sinuosity of their structural components. However, the analysis
and design of curved bridges involve considerable complexity arising from the interaction
between curvature, web slenderness, and transverse bracing conditions of their I-girders,
which complicates the assessment of shear resistance. Current standards, such as EN 1993
1-5 and EN 1993-2, essentially derived from studies on straight girders, do not adequately
account for the additional effects introduced by curvature, imposing limitations that may
compromise accuracy in practical engineering applications. In this work, a comprehensive
numerical investigation was performed using nonlinear finite element modeling in the
ABAQUS software. The study encompassed 180 parametric models, properly calibrated
and validated against experimental tests available in the literature, and considered different
web slenderness values, radius of curvature, aspect ratios, and two transverse bracing
configurations. The elastic critical shear force and the ultimate shear resistance were
evaluated, with emphasis on characterizing the post-buckling behavior, when present. The
results demonstrated that increasing curvature substantially reduces the shear resistance of
the girders, while higher web slenderness indices promote the development of post-critical
capacity. Moreover, significant discrepancies were observed between numerical and
normative predictions, including both conservative and non-conservative estimates,
depending on the geometry and boundary conditions of the curved I-girders. The findings
highlighted the limitations of current design formulations and reinforced the need for
revisions to EUROCODE 3 that explicitly incorporate curvature effects into the shear
design of curved steel bridges.
Unidade academica
Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil
Agencia financiadora
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Idioma
por
Tipo de documento
Dissertação
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br,www.ibict.br,www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Palavras-chave
Vigas de aço||Vigas I de aço com curvatura horizontal||Modelagem numérica||Força cortante crítica elástica||Resistência ao cisalhamento
