Análise não linear estática de bloco sobre estaca baseada na Mecânica do Dano Contínuo

Abstract

O bloco sobre estacas é um importante elemento estrutural cuja função é transferir as ações da superestrutura para um grupo de estacas. A inspeção visual do comportamento do mesmo sob condições de serviço geralmente não é possível e, além disso, o conhecimento do seu verdadeiro desempenho estrutural é uma necessidade vital para a estabilidade global das construções. Neste artigo, uma análise não linear bidimensional é realizada, por meio do Método dos Elementos Finitos, de um bloco rígido de concreto armado sobre duas estacas encontrado na literatura. Adota-se para o material concreto um modelo constitutivo baseado na Mecânica do Dano Contínuo, com a possibilidade de prever um comportamento diferenciado à tração e à compressão. O aço é descrito por um modelo elastoplástico bilinear. A trajetória de equilíbrio é obtida com a técnica de iteração Comprimento de Arco em associação com o Método de Newton -Raphson. Os resultados numéricos obtidos com o código computacional desenvolvido são confrontados com os resultados experimentais e numéricos disponíveis e com a solução analítica, e têm o objetivo de avaliar a potencialidade da modelagem proposta como uma ferramenta numérica de investigação quanto à determinação da força de ruptura e a distribuição do dano no bloco. ResumoThe piles cap is an important structural element whose function is to transfer the actions of the superstructure for a group of piles. The visual inspection of the piles cap behavior under service conditions is not possible and, in addition, the knowledge of its actual structural performance is a vital necessity for the constructions overall stability. In this paper, a two-dimensional nonlinear analysis is carried out, by means of Finite Element Method, of a reinforced concrete pile caps with two piles found in the literature. It adopts for the material concrete a constitutive model based on the Continuum Damage Mechanics, with the possibility to provide a tensile and compression differentiated behavior. The steel is described by an elastoplastic bilinear model. The equilibrium path is achieved by Arc Length iteration technique in association with the Newton -Raphson Method. The numerical results obtained with the developed computational code are compared with the available experimental and numerical results and the analytical solution, and have the objective of evaluate the potential of the proposed modeling as an investigation numerical tool to determine the rupture force and the damage distribution in the piles cap.