A teoria utilizada na solução não linear é designada por CSFM 3D e está descrita no enquadramento teórico [3]. Todos os pressupostos para o procedimento de cálculo concebido são aí explicados em detalhe.
Pressupostos e atributos do modelo:
- Análise Materialmente Não Linear (MNA)
- Solução 3D – elementos volumétricos.
- Teoria de plasticidade de Mohr-Coulomb – ângulo de atrito interno nulo para o comportamento do betão.
- Apoios de superfície apenas à compressão (rigidez baixa/alta).
- As restrições de simetria estão posicionadas nas arestas esquerda e direita da sapata contínua.
- Uma placa espessa de 100 mm no topo do pilar para atenuar a concentração de tensões locais sob a carga pontual aplicada.
- O modelo de aderência e o enrijecimento à tração são considerados.
- Triaxialidade de tensões e efeito de confinamento.
- O amolecimento à compressão não faz parte da solução implementada.
- Fator de malha 1 – configurações de cálculo recomendadas.
23) Modelo 3D + disposição das armaduras
CSFM 3D – Solo de Baixa Rigidez (LSS)
A força axial máxima obtida no modelo atingiu -980 kN devido a modos de rotura que envolvem a rutura por tração da armadura longitudinal na zona de envolvimento do pilar. As forças de compressão transversais são restringidas pelos estribos, que na zona do pilar são utilizados durante a cedência e contribuem para um modo de rotura adicional dos ramos horizontais dos estribos causado por evoluções de tensão de tração transversal que não podem ser capturadas na solução de estado plano de tensão. A sobre-compressão e o esmagamento do betão ocorrem na zona de interface entre o pilar e a sapata. O efeito de confinamento está localizado nesta região, com base no efeito da armadura e na rigidez da sapata contínua. O mecanismo de rotura envolve o esmagamento do betão, a rutura por tração da armadura longitudinal e os ramos horizontais dos estribos à tração.
24) Força máxima aplicada, modos de rotura e distribuição de tensões transversais
25) Tensão principal mínima Sigma 3, efeito de confinamento – rácio entre tensão triaxial e uniaxial
26) Deformação plástica à compressão e tensões nas armaduras
27) Deteção detalhada de tensões críticas nas armaduras longitudinais e nos estribos
28) Deformações não lineares
CSFM 3D – Solo de Alta Rigidez (HSS)
A força absorvida pela sapata contínua atingiu -2 116 kN, o que representa uma capacidade de carga aproximadamente 215% superior à do LSS. O modo de rotura envolve o esmagamento do betão, a rutura por tração da armadura longitudinal e os ramos horizontais dos estribos à tração.
29) Força máxima aplicada, modos de rotura e distribuição de tensões transversais
30) Tensão principal mínima Sigma 3, efeito de confinamento – rácio entre tensão triaxial e uniaxial
31) Deformação plástica à compressão no betão e tensões nas armaduras
A tensão de corte máxima exercida nos estribos fechados interiores atingiu um valor de 298 MPa, o que se mantém dentro do regime elástico definido pelo material. Esta observação conduz à conclusão de que a rotura por punçoamento não foi o modo de rotura predominante neste caso particular.
32) Deteção detalhada de tensões críticas nas armaduras longitudinais e nos estribos
33) Deformações não lineares