Modelo analítico para determinação do comprimento da rótula plástica de pilares de concreto armado sob flexão lateral via simulação computacional e análise experimental

Abstract

Esta pesquisa propõe um modelo analítico para o cálculo dos deslocamentos laterais de pilares de concreto armado com base no comprimento da rótula plástica. Uma proposta de equação para o cálculo do comprimento da rótula plástica foi introduzida com base nas variáveis taxa de carregamento axial (P/Po), esbeltez geométrica (l/h) e taxa de armadura longitudinal (ρs). O programa de elementos finitos ABAQUS/CAE foi utilizado para analisar as variáveis e a formação das rótulas. Posteriormente, o método foi validado por um banco de dados experimental da literatura e por pilares ensaiados experimentalmente em laboratório de 06 pilares em escala real. A análise computacional concluiu que o aumento das variáveis analisadas elevou progressivamente o comprimento da rótula plástica. Experimentalmente, para P/Po=0,2 e P/Po=0,4, observou-se aumento de 1,2 no comprimento da rótula de 0,2 para 0,4, aumento de 1,0 para 2,0 no comprimento da rótula plástica nos pilares com esbeltez l/h=10 e l/h=12, respectivamente, e aumento de 0,2 para 2,0 no comprimento da rótula nos pilares com taxa de armadura longitudinal de 2,0% e 3,0%, respectivamente. Após esta análise, introduziu-se um modelo analítico para cálculo dos deslocamentos laterais de pilares e uma equação para o cálculo do comprimento da rótula plástica foi proposta. A proposta foi validada por um banco de dados experimental com 61 elementos obtido na literatura e comparada com métodos disponíveis na literatura. Outros modelos analíticos, também baseados na formação de rótulas plásticas, foram comparados a proposta. Os resultados apontaram que tanto o método adotado quanto a proposta de equação são adequados para estimar os deslocamentos, com a maior precisão nas estimativas dos deslocamentos comparativamente a outros métodos disponíveis.