MODOS DE RUÍNA DOS PILARES ENSAIADOS

A seguir são apresentadas as forças de ruína e modos de ruína dos pilares ensaiados. Os pilares tiveram três tipos de ruína observados: ruína frágil no consolo do pilar por fendilhamento ou esmagamento do concreto, ruína frágil com ruptura do concreto, ruína por flexo-compressão na região central do pilar com ruptura do concreto sem o escoamento da armadura e ruína por flexo-compressão na região central do pilar com ruína do concreto e escoamento da armadura. Ocorreram ruínas típicas dos domínios 5, 4 e 4a, e 3. A Tabela 4.5 mostra as forças últimas, excentricidades e modo de ruína dos pilares ensaiados.

Tabela 4.5 – Forças últimas e modos de ruína dos pilares ensaiados

PILAR Fu (kN) einicial (mm) D6max (mm) ε_c ( ‰) ε_s

( ‰) νu Modo de Ruína

PFN 0-3 1053,0 0 3,47 -1,90 -1,88 1,026 PFN 6-3 652,0 6 18,28 -1,95 -0,25 0,572 PFN 12-3 535,0 12 16,96 -1,90 -0,26 0,469 PFN 15-3 446,5 15 11,31 -1,30 -0,09 0,436 PFN 18-3 460,5 18 15,17 -1,25 -0,22 0,404 PFN 24-3 241,0 24 25,53 -1,85 0,95 0,211 PFN 30-3 254,8 30 9,13 -0,55 0,22 0,263 PFN 40-3 170,2 40 13,35 -1,20 1,60 0,175 PFN 50-3 155,0 50 40,41 -2,50 1,95 0,143 PFN 60-3 131,0 60 23,74 -2,40 3,00 0,121 PFN 0-2.5 1078,0 0 4,87 -2,20 -1,60 0,826 PFN 15-2.5 670,4 15 14,72 -2,15 -0,20 0,546 PFN 24-2.5 360,8 24 14,60 -1,60 0,18 0,276 PFN 30-2.5 336,0 30 72,59 -1,60 0,75 0,283 PFN 40-2.5 246,0 40 27,49 -1,90 1,85 0,207 PFN 50-2.5 202,2 50 43,60 -2,70 3,00 0,170 PFN 60-2.5 164,8 60 39,71 -3,00 1,30 0,134

PFN 0-2 1255,0 0 2,82 -1,80 -2,60 0,961 Ruína frágil na região do consolo por fendilhamento ou esmagamento.

PFN 15-2 662,0 15 15,09 -2,95 -0,25 0,603 Ruína frágil com ruptura do concreto. (Domínio 5)

PFN 24-2 456,0 25 13,98 -1,85 0,62 0,349 PFN 30-2 317,0 30 18,76 -2,45 1,10 0,299 PFN 40-2 294,4 40 28,21 -3,10 2,50 0,278 PFN 50-2 232,0 50 31,70 -4,00 3,60 0,219 PFN 60-2 198,4 60 33,73 -3,40 3,40 0,181

Ruína por flexo-compressão com grande excentricidade, com ruptura do concreto e escoamento da armadura. (Domínio 3)

Ruína por flexo-compressão com grande excentricidade, com ruptura do concreto, sem escoamento da armadura. (Domínio 4, 4a) Ruína frágil por flexo-compressão com pequena excentricidade, com

ruptura do concreto. (Domínio 5)

Ruína frágil com ruptura do concreto. (Domínio 5) Ruína por flexo-compressão com grande excentricidade, com ruptura do

concreto, sem escoamento da armadura. (Domínio 4, 4a)

Ruína por flexo-compressão com grande excentricidade, com ruptura do concreto e escoamento da armadura. (Domínio 3)

Ruína por flexo-compressão com grande excentricidade, com ruptura do concreto e escoamento da armadura. (Domínio 3)

Ruína por flexo-compressão com grande excentricidade, com ruptura do concreto, sem escoamento da armadura. (Domínio 4, 4a)

Foi verificado para todos os pilares que a ruína se dá com a ruptura do concreto. Nos pilares com maior excentricidade da força, a armadura junto à face T chegou a escoar antes do esmagamento do concreto.

A seguir são apresentadas as análises dos modos de ruptura dos pilares ensaiados, considerando os dados de deformações na armadura e no concreto, os deslocamentos, a fissuração e as observações anotadas durante o ensaio.

4.5.1 Série 1

Os pilares PFN 0-3, PFN 6-3 e PRN 12-3, com excentricidades de 0, 6 e 12 mm, apresentaram uma ruína frágil com ruptura do concreto, devido à pequena excentricidade aplicada. As deformações no concreto comprimido, instantes antes da ruína, estavam na ordem de 2 ‰, nenhuma armadura chegou a escoar até a última leitura realizada, e a face T do concreto não apresentou fissuras, exceto para o pilar PFN 12-3 que apresentou uma fissura para um carregamento de 99 % da força de ruína. Para estes pilares a ruptura foi típica de rupturas à flexo-compressão com pequena excentricidade no Domínio 5. A força de ruína estimada de um pilar curto com força centrada com as mesmas características do pilar PFN 0-3 seria igual a 1353 kN, ou seja, a resistência do pilar de 3m de altura com força centrada foi de 77,8% da resistência do pilar curto correspondente.

Para os demais pilares da 1ª série de ensaios: PFN 15-3, PFN 18-3, PFN 24-3, PFN 30-3, PFN 40-3, PFN 50-3 e PFN 60-3, as rupturas foram típicas de flexo-compressão com grande excentricidade, apresentando tensões de tração e de compressão na seção transversal situada na região central dos pilares.

Para os pilares PFN 15-3, PFN 18-3, PFN 24-3, PFN 30-3, observa-se que a armadura tracionada não apresentou deformações de escoamento instantes antes da ruptura, evidenciando uma ruptura do concreto comprimido, típica de Domínio 4 e 4a. Vale ressaltar que a não medição da deformação de escoamento da armadura não garante com 100 % de certeza que a armadura não chegou a escoar até o final do ensaio, já que há uma tendência das deformações entrarem numa curva assintótica devido ao equilíbrio instável

dos pilares. Portanto, somente com mais leituras até a ruína, pode-se ter certeza sob o ponto de vista de deformações, se a armadura chegou ou não a escoar até o fim do ensaio. Para os pilares PFN 40-3, PFN 50-3 e PFN 60-3, pode-se dizer que a armadura chegou a escoar até o fim do ensaio. As deformações do concreto do pilar PFN 40-3 estavam ainda em torno de 1,3 ‰ e as deformações na armadura estavam entrando numa curva assintótica a uma deformação média de 1,6 ‰, levando a crer que ela chegaria a escoar até a ruptura. Para os pilares PFN 50-3 e PFN 60-3 pode-se afirmar que a armadura chegou a escoar até a ruptura. A ruptura destes pilares é típica de Domínio 3.

4.5.2 Série 2

Os pilares PFN 0-2,5 e PRN 15-2,5, com excentricidades de 0 e 15 mm, apresentaram uma ruptura frágil com esmagamento do concreto, devido à pequena excentricidade aplicada. As deformações médias no concreto comprimido dos pilares PFN 0-2,5 e PFN 15-2,5 momentos antes da ruptura estavam na ordem de 1,1 ‰ e 2,2 ‰, respectivamente, com uma deformação média na armadura menos comprimida em torno de 1,7 ‰ e 0,2 ‰, respectivamente, não apresentando tensões de tração na seção transversal na região central dos pilares. Estes pilares apresentaram uma ruptura típica de Domínio 5. A força de ruína estimada de um pilar curto com força centrada com as mesmas características do pilar PFN 0-2,5 seria igual a 1653 kN, ou seja, a resistência do pilar de 2,5m de altura com força centrada foi de 65,2% da resistência do pilar curto correspondente. Cabe observar que o pilar PFN 0-2,5 teve ruptura prematura por fendilhamento ou esmagamento do concreto, na extremidade.

Os pilares PFN 24-2,5, PFN 30-2,5, PFN 40-2,5 e PFN 50-2,5 e PFN 60-2,5, apresentaram um comportamento típico de flexo-compressão com grande excentricidade, com tensões de tração e de compressão na seção transversal situada na região central dos pilares.

Os pilares PFN 24-2,5 e PFN 30-2,5 apresentaram deformações médias no concreto em torno de 1,6 ‰ e deformações na armadura tracionada em torno de 0,2 ‰ e 0,8 ‰, respectivamente, momentos antes da ruptura, podendo-se dizer que esta não chegou a escoar até o fim do ensaio, já que o concreto apresentava grandes deformações de

compressão. Para estes pilares pode-se dizer que a ruptura é típica de Domínio 4 e 4a, já que a armadura não chegou a escoar até o fim do ensaio.

Para os pilares PFN 40-2,5, PFN 50-2,5 e PFN 60-2,5, conclui-se que a armadura chegou a escoar até o fim do ensaio. Este comportamento ficou bastante evidente no pilar PFN 50- 2,5 que apresentou deformações de tração em torno de 3 ‰ antes da ruptura. Para o pilar PFN 60-2,5 verifica-se uma tendência da armadura escoar até o fim do ensaio. Já para o pilar PFN 40-2,5, verifica-se que na última leitura antes da ruptura, as deformações já estavam em torno de 2 ‰. Verifica-se também uma deformação no concreto em torno de 2 ‰ para o pilar PFN 40-2,5 e em torno de 3 ‰ para os pilares PFN 50-2,5 e PFN 60-2,5. Para estes pilares pode-se dizer que a ruptura é típica de Domínio 3.

4.5.3 Série 3

Os pilares PFN 0-2 e PRN 15-2, com excentricidades de 0 e 15 mm, apresentaram uma ruptura frágil com esmagamento do concreto, sem apresentar tensões de tração na seção transversal situada no centro dos pilares, devido à pequena excentricidade aplicada. As deformações médias no concreto comprimido dos pilares PFN 0-2 e PFN 15-2 momentos antes da ruptura estavam na ordem de 1,8 ‰ e 3,1 ‰, respectivamente, com uma deformação média na armadura menos comprimida em torno de 2,3 ‰ e 0,3 ‰, respectivamente. Estes pilares apresentaram uma ruptura típica de Domínio 5. A força de ruína de um pilar curto com força centrada com as mesmas características do pilar PFN 0-2 seria igual a 1653 kN, ou seja, a resistência do pilar de 3m de altura com força centrada foi de 75,9% da resistência do pilar curto correspondente.

Os pilares PFN 24-2 e PFN 30-2 apresentaram um comportamento de flexo-compressão com grande excentricidade, apresentando tensões de tração e compressão na seção transversal situada no centro dos pilares, porém sem apresentar o escoamento da armadura. As tensões no concreto apresentaram valores em torno de 1,8 ‰ e 2,5 ‰, respectivamente, com deformações na armadura tracionada em torno de 0,7 ‰ e 1,2 ‰, respectivamente, evidenciando o não escoamento da armadura tracionada. Estes pilares apresentaram uma ruptura típica de Domínio 4 e 4a).

Os pilares PFN 40-2, PFN 50-2 e PFN 60-2 apresentaram um comportamento de flexo- compressão com grande excentricidade, com grandes deformações na armadura e concreto. Observou-se que a tensão média na armadura tracionada foi em torno de 2,5 ‰, 3,5 ‰ e 3,3 ‰, respectivamente, momentos antes da ruptura, e deformação no concreto em torno de 3,1 ‰, 4,1 ‰ e 3,4 ‰. Para estes pilares pode-se concluir que o modo de ruptura foi típico de Domínio 3.

Observa-se na Tabela 4.5 uma diminuição da força de ruína com o aumento da excentricidade da força, como esperado, com algumas diferenças observadas nos pilares PFN 15-3, PFN 24-3 e PFN 30-3 que não apresentaram dados seguindo a mesma tendência. Isto pode ter ocorrido por algum problema na centralização dos pilares ou pela variação da resistência do concreto ter apresentado mais influência, já que o pilar PFN 15- 3 apresentou um fc = 36 MPa, o pilar PFN 24-3 um fc = 40 MPa e o PFN 30-3 um fc = 34 MPa.