Estudo e automação da influência da taxa de carregamento na resposta em fratura quase-frágil

Abstract

Nos últimos anos, o aumento no número de construções mais altas e complexas fez com que o estudo das propriedades mecânicas do concreto na ruptura em tração fosse foco de muitas pesquisas. O concreto desenvolve, durante o carregamento, diferentes processos de coalescência e crescimento de microfissuras e, devido a sua natureza heterogênea, um enorme esforço ainda é requerido para o desenvolvimento de um modelo constitutivo capaz de descrever aspectos relevantes do seu comportamento. A essa premissa soma-se a discussão da validade dos procedimentos de ensaio em descrever o comportamento real do material, devido à influência estrutural (forma da geometria, condições de contorno e tamanho) do espécime de teste. O comportamento quase-frágil do concreto, caracterizado pelo desenvolvimento de uma zona de processos inelásticos e/ou zona de processos de fratura (ZPF) ao redor do fronte da trinca, quando na ruptura em tração, requer uma lei constitutivachamada lei coesiva, curva tensão-abertura de fissura (𝜎 -𝑤), curva de amolecimento ou função coesiva (𝜎 = 𝑓(𝑤))que relaciona a tensão desenvolvida no fronte da fratura, isto é na ZPF, e a sua abertura como ingrediente para modelagem da nucleação e da propagação da fratura, seja esta representada de maneira implícita e/ou explícita.Desenvolveu-se um software para a determinação automática da lei constitutiva utilizando-se curvas da relação carga versus abertura da boca fratura (load versus crack mouth opening displacement -P-CMOD) ou da relação carga versus deslocamento no ponto de aplicação (P-δ) obtidas em ensaios com vigas prismáticas ranhuradas em flexão em três pontos (Three-Point-Bend Test), com taxas de carregamento variada. O objetivo desse trabalho é avaliar a lei coesiva-viscosa proposta por Rosa et al. (2012) utilizando o software desenvolvido para o ajuste de curvas P-δ numéricas com curvas de vigas ranhuradas de concreto de alta resistência, ensaiadas com taxas de carregamento variando da ordem de 𝛿 ̇= 10 −5 𝑚𝑚/𝑠 a 𝛿 ̇= 10 +1 𝑚𝑚/𝑠.