Comparação de resultados

Para podermos perceber a influência do carregamento de longa duração, será feita uma comparação com os resultados obtidos por (Valente, 2007) em ensaios do tipo push-out realizados segundo a (NPEN1994-1-1, 2011). Os provetes de (Valente, 2007), designados CN 19, utilizam o mesmo tipo de conectores, pernos com 19 mm de diâmetro, e um betão leve em tudo semelhante ao utilizado nos provetes ensaiados. Na Figura 3.2 é possível ver as dimensões dos provetes CN 19. É importante referir que os provetes CN 19 sofreram modos

de rotura similares aos observados nos provetes A e B, com colapso dos pernos junto à zona da soldadura.

Figura 3.24-Curvas que relacionam força e escorregamento nos provetes CN 19, A e B

Na Figura 3.24 são sobrepostas as curvas dos vários ensaios, onde é notória a semelhança de resultados dos provetes CN 19. Numa primeira fase da curva força  escorregamento dos provetes CN 19 existe um aumento de carga que é muito gradual e rápido, sem que se verifiquem escorregamentos significativos. Posteriormente, a carga tende a aumentar de uma forma menos rápida e o escorregamento aumenta mais rapidamente. A carga máxima obtida nos provetes CN 19 é atingida perto dos 6 mm de escorregamento. De seguida, verifica-se um decréscimo muito rápido da carga, sem aumento de escorregamento, que corresponde à quebra de um ou mais pernos. Após essa quebra, os provetes CN 19 perdem grande parte da sua capacidade de carga.

É visível na Figura 3.24 que os provetes A e B atingem valores máximos de carga bastante mais cedo que os provetes CN 19. No entanto, esses valores máximos de carga são menores dos que os obtidos nos provetes CN 19, e conseguem manter patamares de ductilidade,

mesmo depois da quebra dos pernos. É também possível comparar a rigidez da ligação dos provetes através da fase inicial da curva, que se assemelha a uma reta. Quanto mais próximo da vertical estiver o declive dessas retas, mais rígida é a ligação dos provetes. Sendo assim, o provete B apresenta-se como o mais rígido, seguido dos CN 19, e por fim o provete A.

Apresentam-se na Tabela 3.7 os valores máximos da carga atingida e os respetivos escorregamentos para cada provete.

Tabela 3.7-Resultados experimentais relativos ao ensaio do tipo push-out

Provetes Pmax,i sPmax,i Pmédia Pk selast,90% splast,90% stotal,90% sk

(kN) (mm) (kN) (kN) (mm) (mm) (mm) (mm) Provete A 97,18 1,36 - 87,46 0,56 1,64 2,19 - Provete B 111,43 2,56 100,29 0,43 6,77 7,20 CN 19.1 140,96 6,45 140,25 125,45 1,85 6,74 8,59 5,42 CN 19.2 140,39 7,11 2,11 6,09 8,20 CN 19.3 139,39 5,33 1,77 6,02 7,79 onde:

Pmax,i, - é o máximo valor de carga atingido por cada provete;

Pk - 0,9 Pmax, onde Pmax é o valor mínimo obtido para cada grupo de provetes;

selast,90% - escorregamento elástico para uma carga Pk;

splast,90% - escorregamento plástico para uma carga Pk;

stotal,90% - selast,90% + splast,90%

sk - 0.9 splast,90%, onde splast,90% é o valor mínimo de cada grupo de provetes;

É necessário quantificar o valor de Pk dos provetes A e B para se calcular os escorregamentos elásticos e plásticos dos respetivos provetes. Admite-se então o Pmax obtido em cada provete ensaiado no cálculo do Pk correspondente. Nas curvas apresentas na Figura 3.21 e na Figura 3.22, Pk é representado como uma reta. Essa reta permite identificar o limite do escorregamento elástico e plástico. O escorregamento elástico é limitado pela primeira intersecção da curva força  escorregamento com a reta P=Pk. A partir deste ponto, o escorregamento é considerado plástico, até uma nova intersecção do gráfico com a reta P=Pk. A (NPEN1994-1-1, 2011) indica que para ser assumido um comportamento dúctil, o valor do escorregamento plástico característico, tem de ser 6 mm no caso dos pernos. No entanto, este aspeto só é relevante se se assumir um comportamento elástico-plástico na conexão.

Na Figura 3.25 apresenta-se um gráfico com os resultados apresentados na Tabela 3.6, onde se relaciona o valor da carga máxima, com o respetivo escorregamento plástico. Os provetes CN 19 apresentam resultados similares, contrariamente aos provetes A e B. Analisando os resultados conclui-se que a geometria dos provetes A e B influenciou a sua capacidade de carga, juntamente com o carregamento de longa duração aplicado. Esse carregamento afetou também o escorregamento plástico dos provetes A e B, principalmente o provete A, onde a carga aplicada foi superior.

Figura 3.25-Relação entre Pmax,i,esplast,90%

É importante avaliar a relação entre o carregamento de longa duração aplicado e as cargas máximas atingidas pelos provetes. Olhando para os gráficos da Figura 3.23 e para o valor do carregamento de longa duração aplicado, representado pela reta PLD, constata-se que quanto maior é esse carregamento, menor é o valor máximo de carga alcançado pelos provetes ensaiados. Essa ideia torna-se clara na Figura 3.26, onde utilizando o valor médio das cargas máximas atingidas pelos provetes CN 19, que não estiveram submetidos a carregamentos de longa duração, e os respetivos dados dos provetes A e B, se obtém uma linha de tendência.

Figura 3.26-Relação entre Pmax e PLD

Para avaliar a evolução da rigidez da conexão, k, definiu-se uma relação entre a percentagem de carga máxima aplicada e o correspondente valor de escorregamento, Expressão (3.6). O valor da rigidez, k, é determinado assumindo um comportamento elástico na conexão, até se atingir uma determinada percentagem de carga por conector, definida pela variável X, (Valente, 2007). Os resultados são apresentados na Tabela 3.8, e na Figura 3.27 de forma gráfica. max % max % max) % ( P X X s P P X k  _(3.6)

Tabela 3.8-Cálculo da rigidez dos provetes A, B e CN 19 Provete A Provete B CN 19.1 CN 19.2 CN 19.3 Pmax,i(kN) 97,18 111,43 140,96 140,39 139,39 0,40 P(kN) 38,87 44,57 56,38 56,16 55,76 s (0,40 P) (mm) 0,287 0,080 0,141 0,122 0,161 k(kN/mm) 135,44 557,13 399,89 460,30 346,31 0,45 P(kN) 43,73 50,14 63,43 63,18 62,73 s (0,45 P) (mm) 0,313 0,082 0,178 0,173 0,187 k(kN/mm) 139,71 611,48 356,36 365,18 335,43 0,50 P(kN) 48,59 55,71 70,48 70,20 69,70 s (0,50 P) (mm) 0,335 0,101 0,258 0,255 0,248 k(kN/mm) 145,12 552,70 273,18 275,27 281,03 0,55 P(kN) 53,45 61,28 77,53 77,21 76,66 s (0,55 P) (mm) 0,358 0,103 0,325 0,341 0,320 k(kN/mm) 149,17 593,26 238,55 226,44 239,58 0,60 P(kN) 58,31 66,86 84,58 84,23 83,63 s (0,60 P) (mm) 0,376 0,123 0,397 0,429 0,392 k(kN/mm) 155,07 545,76 213,04 196,35 213,35 0,65 P(kN) 63,16 72,43 91,62 91,25 90,60 s (0,65 P) (mm) 0,402 0,127 0,477 0,528 0,492 k(kN/mm) 157,32 570,29 192,08 172,83 184,15

Como foi dito anteriormente, é visível na Figura 3.24, que o provete B apresenta maior rigidez, seguido dos provetes CN 19, e finalmente do provete A.

Nos provetes CN 19, a rigidez tende a decrescer à medida que a carga aumenta, apresentado ordens de grandeza semelhantes. O provete A exibe um valor de rigidez praticamente constante, mas inferior aos restantes provetes. O provete B mostra uma oscilação do parâmetro rigidez, com valores muito superiores aos dos restantes provetes.

Os diferentes níveis de carregamentos de longa duração podem explicar as diferenças encontradas nas rigidezes dos provetes A e B. Sendo o provete A o mais carregado, é possível que os seus pernos e betão envolvente apresentassem já algum dano na altura do ensaio

push-out, o que explica a baixa rigidez obtida. Como a carga de longa duração aplicada no

provete B foi menor, a sua deformação e dano são também menores. É então plausível que este tenha sofrido uma deformação plástica, o que conduziu a um elevado valor da rigidez no ensaio do tipo push-out.