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462 IBRACON Structures and Materials Journal • 2013 • vol. 6 • nº 3
Numerical analysis of two pile caps with sockets embedded, subject the eccentric compression load
para a situação onde a ligação pilar-fundação por meio cálice com
paredes lisas, deve ser maior que 0,3. Canha [11] e Ebeling [12]
analisaram a influência do coeficiente de atrito em ligações pilar-
-fundação por meio de cálice, variando-se o valor de 0,60, 0,45 e
0,30. Osanai et al. [13] sugere que os valores dos coeficientes de
atrito tenham valores iguais a 0,5 e 1, função do comprimento de
embutimento do pilar e do tipo de conformação das paredes do
cálice e do pilar. Neste trabalho, sugerindo as recomendações de
Canha & El Debs [14] utilizou-se coeficiente de atrito igual a 0,6. É
importante lembrar que esta análise numérica tem como objetivo
apresentar tendência do comportamento da ligação pilar-fundação
por meio de cálice embutido em blocos sobre duas estacas, com
fim principal de analisar a relevância dos fatores analisados.
Com relação à tensão de cisalhamento, tmáx, adotou-se o valor
utilizado pelo programa de computador, [σy/(3½)], em que σy é a
resistência ao escoamento do critério de ruptura de Von Mises,
do material adjacente à superfície de contato. Para σy utilizou-se
valores indicados por Canha [11], onde essa tensão vale trinta por
cento da resistência à compressão do concreto de menor resis-
tência pertencente ao contato. Portanto, o valor de σy adotado foi
igual a 7,5 MPa, resultando 2,5 MPa para o valor de tmáx.
3.3 Análise comparativa
Visando verificar se os modelos adotados para a análise numé-
rica dos blocos sobre duas estacas mostram tendência de com-
portamento correta, fizeram-se análises comparativas de ensaios
experimentais e simulações numéricas de vários pesquisadores.
Neste trabalho serão apresentados os resultados das análises nu-
méricas comparativas dos ensaios realizados por Mautoni [15] e
Adebar et al.[16] e da simulação numérica desenvolvida por Sam
& Iyer [17]. Em Delalibera [5], pode-se observar os restantes das
análises comparativas realizadas e maiores detalhes das análises
numéricas desenvolvidas.
Na análise comparativa, também utilizaram-se os mesmos ele-
mentos finitos empregados nas análises dos blocos sobre duas
estacas, ou seja, o Solid 65 – discretizando o material concreto
e o Link 8 – modelando as barras de aço. Todas as proprieda-
des mecânicas e geométricas adotadas na análise comparativa
foram às mesmas dos ensaios experimentais. As condições de
contorno empregadas nos modelos numéricos tentaram repre-
sentar as condições de contorno empregadas nos experimentos
com maior grau de realidade possível, o mesmo acontecendo
com o carregamento.
A primeira análise comparativa trata-se do bloco B1-A ensaiado
por Mautoni [15]. O bloco teve ruína por cisalhamento com força
última igual a 800 kN. A primeira fissura surgiu com aproximada-
mente trinta por cento da força última, cerca de 240 kN. O blo-
co tinha altura de vinte e cinco centímetros, o pilar era quadrado
com área igual a 225 cm2 e as estacas tinham seções transver-
sais iguais a 10 cm x 15 cm. O concreto apresentou resistência
à compressão igual a 32,30 MPa e as barras de aço do tirante
apresentavam resistência ao escoamento igual a 720 MPa. Como
não existiam informações sobre o módulo de elasticidade e sobre
os coeficientes de Poisson do aço e concreto, adotaram-se as re-
comendações da NBR 6118:2007[1].
Aplicou-se no modelo numérico trezentos incrementos de força,
sendo que, para cada incremento o valor da força aplicada era de
2,67 kN. A Figura [11] mostra a configuração final obtida no expe-
rimento e na simulação do bloco B1-A.
O valor da força que originou a primeira fissura no modelo numé-
rico foi de 312,33 kN. Ocorreu diferença de 23,15% com relação
ao valor da força que originou a primeira fissura no modelo expe-
rimental. Isso ocorreu, pois, no modelo experimental, a força que
provocou a primeira fissura foi determinada em função de obser-
vação visual, ou seja, a primeira fissura visível ao olho humano.
Com relação à força última, o modelo numérico, apresentou força
última de 799,98 kN, praticamente, não ocorrendo diferença com
o valor obtido experimentalmente.
A segunda análise comparativa trata-se dos blocos ensaiados por
Adebar et al. [16]. Foram simulados os blocos A, B, C, D e F. Todos
os blocos tinham altura de sessenta centímetros e coeficientes de
Poisson iguais 0,3 e 0,2 para aço e concreto respectivamente. Em
todos os blocos foram aplicados quinhentos incrementos de força.
Figura 11 – Configuração final do bloco B1-A, ensaiado por Mautoni (1972)