Análise numérica 3D por modelo de zona coesiva aplicado ao ensaio de arrancamento

Abstract

Neste trabalho é proposto o estudo da aderência entre o concreto e barras de reforço, ou concreto armado, por meio do ensaio de arrancamento direto ou “Pull-out”, através de análise numérica realizada pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) mediante o uso do software METAFOR, o qual se baseia em analises experimentais previamente realizadas. Em princípio é observado a influência da geometria do corpo de prova na aderência e a distribuição de tensões ao longo do comprimento aderente, sendo que são considerados os corpos de prova com formatos cilíndricos e cúbicos, propondo assim uma verificação tridimensional. São considerados dois tipos de armaduras, as tradicionais em aço e as barras reforçadas com fibras de basalto (BFRP). A armadura em BFRP é um material inovador na área da construção civil, atuando como uma nova alternativa para barras de reforço para o concreto armado, adicionando a vantagem de atuar com melhor desempenho que outros tipos de FRP já presentes no mercado, mas que ainda é pouco conhecida e estudada. Os resultados indicam a presença de campos de tensões diferentes nas geometrias cilíndricas e cúbicas, fato em geral desconsiderado em ensaios de arrancamento.

In this research it is proposed to study the bond behavior between concrete and reinforcement bars, or reinforced concrete, through the pull-out test, through numerical analysis performed by the Finite Element Method (FEM) by using the software METAFOR, which is based on experimental analysis previously performed. In principle, the influence of the specimen geometry on the adherence and the stress distribution along the adherent length is observed, where specimens with cylindrical and cubic formats will be considered, thus proposing a three-dimensional verification. Two types of reinforcement will be considered, steel reinforcement and basalt fiber reinforced bars (BFRP). The BFRP reinforcement is an innovative material in civil construction, acting as a new alternative for reinforcement bars for reinforced concrete, adding the advantage of provide better performance than other types of FRP already present in the market, but which is still little known and studied. The results indicate the presence of different stress fields in cylindrical and cubic geometries, a fact generally disregarded in pull-out tests.