Análise numérica da fratura no concreto em modo I e modo misto utilizando elemento de junta

Abstract

Devido à composição heterogênea do concreto, esse material apresenta uma grande variedade de comportamentos, dependendo da forma como é carregado, bem como da geometria da peça. Em virtude disso, torna-se importante o desenvolvimento de estudos numéricos com objetivo de complementar a compreensão desse material. O Método dos Elementos Finitos (MEF) possui grande versatilidade para simular fenômenos físicos, sendo por esse motivo, bastante empregado no estudo do comportamento mecânico de estruturas de concreto. Em vista disso, este trabalho objetiva formular e implementar, por meio do MEF, um modelo 2D baseado na plasticidade para simular a fissuração do concreto no modo I e modo misto (I+II). Para tanto, o modelo faz uso dos conceitos da mecânica da fratura para materiais quase frágeis aplicados a elementos de junta interpostos entre os elementos da malha. Tal modelo funciona por meio da “abertura” dos elementos de junta, simulando, assim, a fissuração no concreto. Isso permite a visualização, após a análise, das descontinuidades obtidas pela separação física dos elementos finitos. Isto representa uma vantagem significativa, uma vez que permite a comparação dos padrões de fissuração obtidos com ensaios experimentais. A validação do modelo se deu por meio de comparações com resultados experimentais com diferentes modos de falha. Os resultados numéricos obtidos foram satisfatórios quando comparados com os experimentais. Verificando, assim, que o modelo implementado é capaz de simular adequadamente a fissuração em peças de concreto.