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ABECEAssociação Brasileira de Engenharia
e Consultoria Estrutural
ANÁLISE EXPERIMENTAL DE CÁLICE DE FUNDAÇÃO COM ÊNFASE NOS ESFORÇOS NAS
PAREDES TRANSVERSAIS DO COLARINHO
Vinicius César Pereira NunesEngenheiro Civil - UFRN
Mestre em Engenharia de Estruturas – EESC/USPEngenheiro de estruturas – OSMB Engenheiros
Orientador: Prof. Tit. Mounir Khalil El Debs
São Paulo, Maio de 2009
Variantes do Cálice de Fundação
2
Hinf
fat,inf
Hsupfat,sup
Nbf
fat,bf
NM
V
Distribuição dos esforços - Interface lisa
3
Hsup / 2
Hsup / 2
Hsup
Hsup / 2
Ftr
+≈
Comportamento estrutural - Interface lisa
4
NM
V
Distribuição dos esforços - Interface rugosa
5
Armaduras
6
Apresentação dos protótipos
7
Apresentação dos protótipos
8
Apresentação dos protótipos
9
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3
Deformação (‰)
Forç
a (k
N) T8 T7A T5A T3A T2 T1A
Tm-1T-1a
T-1b
T-2
T-4T-5b
T-3a
T-3b
T-5a
T-6
T-7a
T-7b
T-8
AA
VISTA FRONTAL
Comportamento das armaduras verticais principais – Protótipo IL5
10
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-1,0 -0,5 0,0 0,5
Deformação (‰)
Forç
a (k
N)
T12 T11 T8 T7 T4 T3
A
B
C
CORTE C-CCORTE B-B
T-3a
T-3b
T-4a
T-4b
T-7a T-8a
T-8b T-11b
T-11a T-12a
T-12b
Tmc-1
Tmc-2Tmc-3
A
B
C
VISTA FRONTAL CORTE A-A
Comportamento das armaduras verticais principais – Protótipo IR4
11
VISTA FRONTAL CORTE A-A
Tmt-1T-1a
T-1bT-2b
T-2a
A
B
C
T-9a
T-9b
T-10aT-5a
T-5b T-6b
T-6a
T-10b
Tmt-2 Tmt-3
A
B
C
0
100
200
300
400
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deformação (‰)
Forç
a (k
N)
T10 T9 T6 T5 T2 T1
0
100
200
300
400
-0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Deformação (‰)
Forç
a (k
N)
CT11 CT8 CT7 CT4 CT3
CORTE D-DVISTA FRONTAL
CORTE F-F
EE
FF
CT-3
CT-4
CT-7
CT-8
CT-11
CT-12
CTmc -3
CTmc -2
CTmc -1
DD
CORTE E-E
Comportamento das armaduras verticais secundárias – Protótipo IR4
12
0
100
200
300
400
0 5 10 15
Deformação (‰)
Forç
a (k
N)
CT10 CT9 CT6 CT5 CT2 CT1
CT-1
CT-2
CORTE E-ECTmt -2
CT-5CT-6
CORTE F-F
CTmt-3
CT-9
CT-10
EE
FF
DD CTmt -1
CORTE D-DVISTA FRONTAL
Resultados experimentais x Modelo de projeto
13
1586,4Experimental
2287CANHAIL5
Ramo interno(kN)
Ramo externo(kN)
ModeloProtótipo
Flexo-tração – Parede 1
1586,4Experimental
6464CANHAIL5
Ramo interno(kN)
Ramo externo(kN)
ModeloProtótipo
Tração – Parede 1
Armaduras Principais (cm²) (Pilar 40x40)
0
1
2
3
4
5
6
7
As,hp (cm²) As,vp (cm²)
Leonhardt Willert Elliott Canha
Exemplo 1:
2,713,025,182,779As,vp (cm²)
3,193,496,113,213As,hp (cm²)
CANHAWILLERTLEONHARDTELLIOTT
lemb=1,60 x h(cm)m=1
Pilar 40x40
m = 1,0 (interface rugosa)
lemb = 1,6h = 64cm
Seção 40x40 cm
Exemplos de Aplicação
14
O Modelo de Leonhardt, que despreza o atrito, remeteu a um resultado mais conservador que os demais
Entre os outros modelos, o de Canha foi o menos conservador
As diferenças percentuais máxima e mínima, em relação ao modelo de Leonhardt foram de-48% e -42%, respectivamente, que se referem aos modelos de Canha e de Willert e Kesser(as diferenças negativas indicam redução na área de armadura em relação ao modelo de Leonhardt)
Análise dos resultados
15
Armaduras principais (cm²) (Pilar 50x50)
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
As,hp (cm²) As,vp (cm²)
Leonhardt Willert Ellio tt Canha
Exemplo 2:
m = 1,0 (interface rugosa)
lemb = 1,6h = 80cm
Seção 50x50 cm
2,372,043,752,352As,vp (cm²)
2,672,954,142,59As,hp (cm²)
CANHAWILLERTLEONHARDTELLIOTT
lemb=1,60 x h(cm)m=1
Pilar 50x50
Exemplos de Aplicação
16
O Modelo de Leonhardt novamente remeteu a resultados mais conservadores que os demais
Entre os outros modelos, o de Elliott foi o menos conservador no que diz respeito às armaduras horizontais, enquanto que o modelo de Willert resultou menos conservador em relação às armaduras verticais
As diferenças percentuais máxima e mínima, em relação ao modelo de Leonhardt foram de -45,6% e -28,7%, respectivamente, que se referem aos modelos de Willert e Kesser(as diferenças negativas indicam redução na área de armadura em relação ao modelo de Leonhardt)
Análise dos resultados
17
Armadura vertical principal(cm²) (Pilar 60x60)
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
lemb=1,20 x h(cm) lemb=1,50 x h(cm) lemb=2 x h(cm)m=0,6
Leonhardt Willert Elliott Canha
Exemplo 3:
1° Situação:
m = 0,6
lemb = 1,20h, 1,50h, 2,0h
Seção 60x60 cm
Armadura Horizontal principal(cm²) (Pilar 60x60)
0123456
lemb=1,20 x h(cm) lemb=1,50 x h(cm) lemb=2 x h(cm)
m = 0,6
Leonhardt Willert Elliott Canha
Exemplos de Aplicação
18
2° Situação:
m = 1,0
lemb = 1,20h, 1,50h, 2,0h
Seção 60x60 cm
Armadura vertical principal(cm²) (Pilar 60x60)
0
1
2
3
4
lemb=1,20 x h(cm) lemb=1,50 x h(cm) lemb=2 x h(cm)
m=1,0
Leonhardt Willert Elliott Canha
Armadura horizontal principal(cm²) (Pilar 60x60)m=1,0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
lemb=1,20 x h(cm) lemb=1,50 x h(cm) lemb=2 x h(cm)
Leonhardt Willert Elliott Canha
Exemplos de Aplicação
19
O modelo proposto por Leonhardt apresenta um aumento na área de armadura vertical com o aumento do comprimento de embutimento, o mesmo ocorrendo quando da variação do coeficiente de atrito
O modelo proposto por Willert e Kesser apresentou uma redução de até 48% no valor da área de armadura vertical principal, bem como redução na área de armadura horizontal em 31%
Quando da consideração de interface lisa, e aumento do comprimento de embutimento, o modelo mais viável foi o proposto por Willert e Kesser, com redução de até 27% do valor resultante da soma das áreas de armadura horizontal e vertical, o mesmo ocorrendo quando do caso de interface rugosa
O modelo proposto por Canha apresentou um aumento de 4% na quantidade total de armadura
Análise dos resultados
20
Resultado experimental x Modelos de projeto
21
Resultantes de pressão superior
255394428695809
Hsup
(kN)
ExperimentalCanhaElliottWillertLeonhardt
Conclusão
22
Protótipo IL5:
Comportamento monolítico antes da ruptura da juntaArmadura concentrada nos cantosMelhores resultados considerando flexo-tração
Protótipo IR4:
Comportamento monolítico antes da ruptura da juntaMelhores resultados na parede 2 considerando traçãoTransmissão das tensões nas paredes 1 e 2 do protótipo IR4
Resultados teóricos x Experimentais:
Melhores resultados com Modelo de Canha Apesar dos resultados deve ser utilizado com prudência Utilização de Modelos que considerem o atrito
Agradecimentos
CAPES
FAPESP
BELGO MINEIRA
23
