O dimensionamento de Regiões D (regiões em que não é aplicável a Hipótese de Bernoulli), embora amplamente estudado e discutido, é um tópico ainda em desenvolvimento e com normatização relativamente escassa. Os métodos mais comumente empregados são o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método de Bielas e Tirantes (MBT). A dissertação expõe a base teórica e a metodologia dos dois métodos no dimensionamento de estruturas de concreto armado ao Estado Limite Último e aborda a utilização da otimização, em especial da otimização topológica, na definição dos modelos para o MBT. Metodologias para a aplicação dos dois métodos são propostas e aplicadas a exemplos práticos de Regiões D com recomendações normativas específicas para seu dimensionamento (consolo e viga parede biapoiada) e também a uma viga parede de geometria complexa, os resultados através de diferentes técnicas de dimensionamento são comparados e discutidos, assim como a utilização da otimização como meio de obtenção de modelos. / The design of D-Regions (Regions where the Bernoulli hypothesis is not valid), although widely studied and discussed, is a topic still under development and with relatively little standardization, especially in Brazil. The most commonly used methods are the Finite Element Method (FEM) and the Strut-And-Tie Method (STM). The theoretical basis and methodology of both methods in the design of reinforced concrete structures are presented as well as the use of optimization, especially topology optimization, in the definition of STM models. Procedures are proposed for both methods and applied to practical examples of D-Regions with specific recommendations for its design (Corbel and Deep Beam) as well as a deep beam with complex geometry, the results using the different design methods are compared and discussed as well as the use of optimization as a means of obtaining STM models.

A presente pesquisa apresenta um estudo comparativo a respeito dos procedimentos para o projeto de dentes de concreto. O dente de concreto é um elemento estrutural bastante utilizado em ligações de estruturas de concreto pré-moldado. Atualmente existem vários procedimentos para o dimensionamento ou estimativa da capacidade resistente dessa ligação, entre os quais destacam-se o da ABNT (NBR 9062 e NBR 6118), PCI, ACI 318-14, Eurocode 2, entre outros. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva à análise comparativa desses procedimentos de projeto com resultados experimentais disponíveis. Assim, esses procedimentos de projeto foram aplicados em 38 modelos experimentais de uma base de dados. Normalmente, as ruínas dos dentes de concreto são: a) escoamento da armadura do tirante; b) escoamento da armadura de suspensão; c) ruptura do concreto na região do dente. A relação entre a força de ruína experimental e a força de ruína calculada, designada por Fr,exp/Fr,cal, foi um dos parâmetros utilizados para avaliar as estimativas de força de ruína dos dentes de concreto. Na análise comparativa das estimativas para força de ruína por escoamento da armadura do tirante, a ABNT (NBR 9062 e NBR 6118) apresentou uma média de 1,26 e coeficiente de variação de 16,90%. A ACI 318-14 e o Eurocode 2 forneceram estimativas com uma média de 1,29 e coeficiente de variação de 17,6%. As estimativas do PCI tiveram uma média de 1,12 e coeficiente de variação de 17,9%. Para a ruína por escoamento da armadura de suspensão, as estimativas da ABNT (NBR 9062 e NBR 6118), PCI e ACI 318-14 (Modelos II e III) tiveram uma média de 1,22 e coeficiente de variação de 12,5%. O Eurocode 2 e a ACI 318-14 (Modelo I) apresentaram uma média de 1,87 para as estimativas e coeficiente de variação igual a 17,9%. Para a ruína por ruptura do concreto na região do dente, as estimativas da ACI 318-14 (Modelos II e III) apresetaram uma média de 1,56 e coeficiente de variação de 18,8%. Com o Modelo I, as estimativas da ACI 318-14 tiveram uma média de 1,60 e coeficiente de variação de 19,0%. O Eurocode 2 forneceu estimativas com uma média de 1,63 e coeficiente de variação de 14,6%. O PCI teve a pior estimativa com uma média de 3,29 e coeficiente de variação de 32,4%. O estudo ainda serviu como subsídio para o desenvolvimento de uma proposta para verificação da tensão de compressão no concreto. Para a região do dente, a proposta foi aplicada em 9 modelos experimentais da base de dados e apresentou uma média de 1,33 e um coeficiente de variação de 14,9%. / This research presents a comparative study about procedures for the design of dapped end beam. The dapped end beam is a structural element widely used in connections of precast concrete structures. Currently there are several procedures for the dimensioning or evaluation of the strength capacity of this connection, like as ABNT (NBR 9062 and NBR 6118), PCI, ACI 318-14 and Eurocode 2. In this context, the present research objetives to the comparative analysis of these design procedures with available experimental results. Thus, these design procedures were applied 38 experimental models of a database. Normally, the dapped end beam failures were: a) reinforcement yielding of the tie; b) yielding of the hanger bars; c) concrete rupture in the nib. The relation between the experimental failure force and calculated failure force, designated by Fr,exp/Fr,cal, was one of the parameters used to evaluate the estimates of failure force of dapped end beam. The ABNT (NBR 9062 e NBR 6118) presented an average of 1,26 and a coefficient of variation of 16,90% in the comparative analysis of the estimates for failure by the yielding of the tie. The ACI 318-14 and Eurocode 2 provided estimates with an average of 1,29 and coefficient of variation of 17,6%. The PCI estimates had an average of 1,12 and coefficient of variation of 17,9%. For failure by the yielding of hanger bars, estimates of ABNT (NBR 9062 and NBR 6118), PCI and ACI 318-14 (Models II and III) had an average of 1,22 and a coefficient of variation of 12,5%. Eurocode 2 and ACI 318-14 (Model I) presented an average of 1,87 for the estimates and coefficient of variation equal to 17,9%. For the rupture of concrete in nib, the ACI 318-14 (Models II and III) estimates presented an average of 1,56 and a coefficient of variation of 18,8%. With Model I, the estimates of ACI 318-14 had an average of 1,60 and a coefficient of variation of 19,0%. Eurocode 2 provided estimates with an average of 1,63 and a coefficient of variation of 14,6%. The PCI had the worst estimate with an average of 3,29 and coefficient of variation of 32,4%. The study also served as a subsidy for the development of a proposal for checking the concrete compressive stress. For nib, the simplified proposal was applied in 9 experimental models of the database and presented an average of 1,33 and a coefficient of variation of 14,9%.

O dimensionamento de Regiões D (regiões em que não é aplicável a Hipótese de Bernoulli), embora amplamente estudado e discutido, é um tópico ainda em desenvolvimento e com normatização relativamente escassa. Os métodos mais comumente empregados são o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método de Bielas e Tirantes (MBT). A dissertação expõe a base teórica e a metodologia dos dois métodos no dimensionamento de estruturas de concreto armado ao Estado Limite Último e aborda a utilização da otimização, em especial da otimização topológica, na definição dos modelos para o MBT. Metodologias para a aplicação dos dois métodos são propostas e aplicadas a exemplos práticos de Regiões D com recomendações normativas específicas para seu dimensionamento (consolo e viga parede biapoiada) e também a uma viga parede de geometria complexa, os resultados através de diferentes técnicas de dimensionamento são comparados e discutidos, assim como a utilização da otimização como meio de obtenção de modelos. / The design of D-Regions (Regions where the Bernoulli hypothesis is not valid), although widely studied and discussed, is a topic still under development and with relatively little standardization, especially in Brazil. The most commonly used methods are the Finite Element Method (FEM) and the Strut-And-Tie Method (STM). The theoretical basis and methodology of both methods in the design of reinforced concrete structures are presented as well as the use of optimization, especially topology optimization, in the definition of STM models. Procedures are proposed for both methods and applied to practical examples of D-Regions with specific recommendations for its design (Corbel and Deep Beam) as well as a deep beam with complex geometry, the results using the different design methods are compared and discussed as well as the use of optimization as a means of obtaining STM models.

A presente pesquisa apresenta um estudo comparativo a respeito dos procedimentos para o projeto de dentes de concreto. O dente de concreto é um elemento estrutural bastante utilizado em ligações de estruturas de concreto pré-moldado. Atualmente existem vários procedimentos para o dimensionamento ou estimativa da capacidade resistente dessa ligação, entre os quais destacam-se o da ABNT (NBR 9062 e NBR 6118), PCI, ACI 318-14, Eurocode 2, entre outros. Neste contexto, a presente pesquisa objetiva à análise comparativa desses procedimentos de projeto com resultados experimentais disponíveis. Assim, esses procedimentos de projeto foram aplicados em 38 modelos experimentais de uma base de dados. Normalmente, as ruínas dos dentes de concreto são: a) escoamento da armadura do tirante; b) escoamento da armadura de suspensão; c) ruptura do concreto na região do dente. A relação entre a força de ruína experimental e a força de ruína calculada, designada por Fr,exp/Fr,cal, foi um dos parâmetros utilizados para avaliar as estimativas de força de ruína dos dentes de concreto. Na análise comparativa das estimativas para força de ruína por escoamento da armadura do tirante, a ABNT (NBR 9062 e NBR 6118) apresentou uma média de 1,26 e coeficiente de variação de 16,90%. A ACI 318-14 e o Eurocode 2 forneceram estimativas com uma média de 1,29 e coeficiente de variação de 17,6%. As estimativas do PCI tiveram uma média de 1,12 e coeficiente de variação de 17,9%. Para a ruína por escoamento da armadura de suspensão, as estimativas da ABNT (NBR 9062 e NBR 6118), PCI e ACI 318-14 (Modelos II e III) tiveram uma média de 1,22 e coeficiente de variação de 12,5%. O Eurocode 2 e a ACI 318-14 (Modelo I) apresentaram uma média de 1,87 para as estimativas e coeficiente de variação igual a 17,9%. Para a ruína por ruptura do concreto na região do dente, as estimativas da ACI 318-14 (Modelos II e III) apresetaram uma média de 1,56 e coeficiente de variação de 18,8%. Com o Modelo I, as estimativas da ACI 318-14 tiveram uma média de 1,60 e coeficiente de variação de 19,0%. O Eurocode 2 forneceu estimativas com uma média de 1,63 e coeficiente de variação de 14,6%. O PCI teve a pior estimativa com uma média de 3,29 e coeficiente de variação de 32,4%. O estudo ainda serviu como subsídio para o desenvolvimento de uma proposta para verificação da tensão de compressão no concreto. Para a região do dente, a proposta foi aplicada em 9 modelos experimentais da base de dados e apresentou uma média de 1,33 e um coeficiente de variação de 14,9%. / This research presents a comparative study about procedures for the design of dapped end beam. The dapped end beam is a structural element widely used in connections of precast concrete structures. Currently there are several procedures for the dimensioning or evaluation of the strength capacity of this connection, like as ABNT (NBR 9062 and NBR 6118), PCI, ACI 318-14 and Eurocode 2. In this context, the present research objetives to the comparative analysis of these design procedures with available experimental results. Thus, these design procedures were applied 38 experimental models of a database. Normally, the dapped end beam failures were: a) reinforcement yielding of the tie; b) yielding of the hanger bars; c) concrete rupture in the nib. The relation between the experimental failure force and calculated failure force, designated by Fr,exp/Fr,cal, was one of the parameters used to evaluate the estimates of failure force of dapped end beam. The ABNT (NBR 9062 e NBR 6118) presented an average of 1,26 and a coefficient of variation of 16,90% in the comparative analysis of the estimates for failure by the yielding of the tie. The ACI 318-14 and Eurocode 2 provided estimates with an average of 1,29 and coefficient of variation of 17,6%. The PCI estimates had an average of 1,12 and coefficient of variation of 17,9%. For failure by the yielding of hanger bars, estimates of ABNT (NBR 9062 and NBR 6118), PCI and ACI 318-14 (Models II and III) had an average of 1,22 and a coefficient of variation of 12,5%. Eurocode 2 and ACI 318-14 (Model I) presented an average of 1,87 for the estimates and coefficient of variation equal to 17,9%. For the rupture of concrete in nib, the ACI 318-14 (Models II and III) estimates presented an average of 1,56 and a coefficient of variation of 18,8%. With Model I, the estimates of ACI 318-14 had an average of 1,60 and a coefficient of variation of 19,0%. Eurocode 2 provided estimates with an average of 1,63 and a coefficient of variation of 14,6%. The PCI had the worst estimate with an average of 3,29 and coefficient of variation of 32,4%. The study also served as a subsidy for the development of a proposal for checking the concrete compressive stress. For nib, the simplified proposal was applied in 9 experimental models of the database and presented an average of 1,33 and a coefficient of variation of 14,9%.