Análise numérica da variação geométrica em blocos de concreto - Silva Junior, Valdeir Alves da (2022)
Esta pesquisa buscou determinar, através de análises numéricas, a influência no comportamento mecânico de blocos de concreto autoadensável, com finalidade de utilização na alvenaria estrutural, considerando variações nas geometrias dos blocos estudados. A pesquisa é composta por duas etapas, na primeira etapa as soluções numéricas foram feitas com o comportamento físico e mecânico dos materiais dentro do regime linear elástico, fase elástica. Na segunda etapa as soluções numéricas foram feitas com o comportamento físico e mecânico dos materiais considerando o comportamento plástico dos mesmos, fase plástica. As validações dos resultados foram feitas, para as duas etapas da pesquisa, obtendo convergências satisfatórias das curvas de tensão vs deformação, obtidas numericamente, e as comparando com os resultados experimentais. Os resultados experimentais foram adquiridos através de um trabalho experimental. As análises experimentais consistiram em ensaios de compressão utilizando prismas de dois blocos, de concreto autoadensável, com seis diferentes tipos de geometria e três formatos geométricos vazados: circulares, hexagonais e retangulares, de diferentes áreas líquidas. Nas análises numéricas foram simulados os ensaios de compressão, conforme ensaios experimentais, e buscando uma extrapolação, foram feitas simulações do critério de início de fissuração FS, o qual verifica uma maior ou menor probabilidade do início de fissuração nos prismas, e por último realizou-se análises lineares da relação entre os parâmetros relativo às diferentes geometrias dos blocos com as tensões desenvolvidas nos mesmos. Na segunda etapa da pesquisa as análises feitas foram, as relações de tensão deformação, e simulações dos FS, com o objetivo de encontrar, dentre as geometrias estudadas, qual apresentasse um melhor comportamento, frente as solicitações impostas aos prismas. Nesta pesquisa todas as análises foram realizadas através do método de elementos finitos, utilizando o software Ansys Workbench em sua versão 2020 R2 com licença acadêmica considerando as características físicas, geométricas e condições de contorno a partir das análises experimentais. As soluções numéricas, para as curvas de tensão vs deformação, tanto na primeira etapa quanto na segunda se mostraram com uma boa convergência quando comparadas com os resultados experimentais. Notou-se que as distribuições de tensões de tração e compressão nos blocos variam de geometria para geometria, podendo se desenvolver de formas diferentes na face externa e interna dos blocos com dimensões e geometrias diferentes. Para os resultados dos FS, as simulações considerando a plasticidade dos materiais, se apresentaram com soluções equivalentes às análises experimentais. As soluções dos FS mostraram que a área liquida do bloco não é o fator principal para maior ou menor resistência do bloco. As correlações lineares entre parâmetros mostraram que a disposição, dimensão e formato geométrico do vazado no bloco influência de formas diferentes no desenvolvimento de tensões no bloco.