Habitualment en el disseny de formigó estructural es distingeixen dues regions diferents en
les estructures. És a dir, les regions B o aquelles en què és aplicable la teoria general a
flexió i les regions D en les què aquesta teoria no és aplicable. Algunes regions D es poden
trobar per exemple en bigues de gran cantell, o en zones on existeixen obertures, canvis
de geometria i les zones d’aplicació de càrregues puntuals. En la majoria dels codis actuals,
el disseny de les regions D es porta a terme mitjançant el mètode de bieles i tirants.
Aquests mètode és un cas particular del teorema del límit inferior de la Teoria de la
Plasticitat i consisteix en la substitució de l’estructura per una gelosia equivalent. Aquesta
gelosia està formada per bieles, tirants i nusos. Les bieles representen els camps de
compressions generats dins de l’estructura i els tirants representen els camps de tracció.
Els nusos són els punts d’unió entre les diferents bieles i tirants que formen l’estructura
interna.
En general, existeixen múltiples solucions per a la gelosia equivalent. Per tant, la
determinació de l’estructura interna de bieles i tirants, és especialment complicat si les
regions d’estudi no són les estudiades i utilitzades freqüentment. El problema de trobar
l’estructura de bieles i tirants recau especialment, en què per a una regió D hi ha diverses
gelosies encarregades de transmetre els esforços aplicats a la secció fins als recolzaments,
i determinar quina de totes les estructures possibles resulta la més eficient.
Tenint en compte aquest problema, el mètode de bieles i tirants s’utilitza gairebé en
exclusiva en les regions conegudes on estan establerts determinades quanties
d’armadures. Aquest fet, remarca l’interés de desenvolupar una metodologia per generar
les estructures internes de qualsevol regió D, que pugés sorgir en el dia a dia en les estructures a dissenyar.
Aquesta tesi, té com a objectiu provar i avaluar aquest programa per comprovar si la
metodologia del programa és capaç d’obtenir possibles estructures de bieles i tirants per a
les diferents regions D en les estructures de formigó. Per assolir el primer objectiu, s’ha triat
diverses regions D i s’utilitzaran per generar les diferents estructures que seran analitzades
per el programa. Una vegada definit el problema de regió D, és necessari generar una malla
d’elements finits que ens servirà per a l’anàlisi. Un dels aspectes avaluats en aquests estudi
és la influència de la malla, en l’esquema final obtingut.
La metodologia per generar les estructures internes de bieles i tirants es realitza a partir
d’un anàlisi lineal elàstic de les regions D. Seguint criteris energètics, l’eficiència dels
diferents elements de la malla es modifiquen, i per tant les compressions i els camps de
traccions tendeixen a concentrar-se i formar l’estructura equivalent. S’investiguen dos
criteris diferents, el primer no te en compte consideracions constructives, per tant pot existir
inclinacions de l’armadura en la solució final. El segon criteri, tracta de conduir els camps de
tensió en sentit vertical i horitzontal amb l’objectiu de produir dissenys més fàcils de
construir. L’eficiència d’aquests criteris en l’assoliment dels diferents objectius és un altre
aspecte a avaluar en aquest estudi.
Posteriorment, es dissenya l’armadura dels casos seleccionats de les regions D equivalent
obtinguts pel programa abans esmentat. Aquesta serà dissenyada seguint les normativa de
disseny espanyol actual per tal de verificar que les solucions proposades són aplicables.
Finalment, s’extreuen les principals conclusions i es proposen possibles millores per el
model i el programa.
