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IBRACON Structures and Materials Journal • 2013 • vol. 6 • nº 1
Concrete compressive characteristic strength analysis of pile caps with three piles
3. Resultados obtidos
3.1 Rigidez e capacidade portante
Nos três modelos analisados houve intensa fissuração do bloco na
seção inferior e nas faces laterais entre as bielas, como mostra a
Figura 6. Além disso, ocorreu ruína frágil devido ao esmagamento
do concreto nas regiões nodais inferiores e fendilhamento do blo-
co, com o escoamento da armadura dos tirantes.
A força última resistida pelos blocos, como apresentada na Tabela
6, foi muito próxima nos três modelos, demonstrando que o au-
mento da resistência característica à compressão e à tração do
concreto não exerceu uma influência significativa na capacidade
portante do bloco. Cabe destacar que o aumento de 33,33% da
resistência à compressão do concreto (de 30 MPa para 40 MPa)
e de 21,32% da resistência à tração do concreto (de 2,58 MPa
para 3,13 MPa), ocasionou um aumento percentual de somente
13,32% na força última resistida pelo bloco, que passou de 2.756
kN para 3.123 kN. Na Tabela 6 é apresentada a correlação entre
a variação do f
ck
em relação à variação da força última do bloco.
Na figura 7 é apresentada a curva força
versus
deslocamento em
que é possível notar a grande similaridade de comportamento en-
tre os três modelos, não sendo observada variação na rigidez dos
blocos. A força foi obtida no topo do pilar e o deslocamento foi
medido no meio do vão do bloco, na sua face inferior.
3.2 Panorama de fissuração
Nos três modelos, as primeiras fissuras superficiais surgiram na
região central da seção inferior do bloco, com expansão pelo meio
do vão entre as estacas em direção à face superior do bloco. Na
força última, houve intensa fissuração na seção inferior dos blocos
e nas faces laterais, como mostra a Figura 6.
O aumento da resistência característica à compressão do con-
creto provocou uma redução na intensidade de fissuração, como
demonstrado a Tabela 7, em função do aumento da resistência
à tração do concreto (f
tk
). É importante lembrar que o processo
de fissuração se inicia na região em que a estrutura atinge a ten-
são última de tração, onde ocorre um processo de microfissura-
ção com diminuição das tensões até o material atingir a abertura
de fissuras crítica (w
c
) – Figura 4a –, momento em que ocorre a
completa separação entre as faces. Assim, quanto maior a resis-
tência à tração do concreto, maior será a resistência do bloco à
fissuração.
Posto isso, a partir da Tabela 8, pode-se observar uma correlação
entre a redução percentual da intensidade de fissuração do bloco
com o aumento da resistência à tração do concreto. Do mode-
lo 1 ao modelo 3, houve um aumento da resistência à tração de
21,32% (de 2,58 MPa para 3,13 MPa) e uma redução da intensi-
dade da abertura de fissuras da ordem de 30%.
3.3 Tensões atuantes nas bielas comprimidas
Em todos os blocos analisados houve a formação de bielas com-
primidas, com o fluxo de tensões distribuindo-se igualmente para
as três estacas a partir da seção transversal inferior do pilar, como
mostra a Figura 8.
Figura 7 – Gráfico força
versus
deslocamento
dos blocos sobre estacas
Tabela 7 – Valores de abertura de fissuras
Intensidade
da força (kN)
F=920
F=1.840 F=2.750
Abertura
máxima
de fissuras
nas faces do
bloco (mm)
Modelo 1
0,022
1,52
3,88
Modelo 2
0,019
1,27
3,33
Modelo 3
0,015
0,97
3,20
Tabela 8 – Variação da abertura de fissuras (
) em função da resistência à tração do concreto
f
tk
f
tk
F=920
F=1.840
F=2.750
Variação da
abertura de
fissuras (%)
Modelo 1
2,58 MPa
-
-
-
-
Modelo 2
2,83 MPa
+9,69%
-13,63%
-16,45%
-14,17%
Modelo 3
3,13 MPa
+10,60%
-21,05%
-23,62%
-4,00%