A distribuição de tensões e deformações é analisada por meio das seções apresentadas na Figura 6.51, para três níveis de carregamento referentes à resistência obtida no modelo numérico dos prismas: 0,3f , 0,6p f e 0,95p f . p
As linhas verticais na cor cinza nos gráficos das seções S1 e S1E representam as dimensões dos septos transversais ao longo da parede longitudinal do bloco. Já as linhas horizontais, na mesma cor, representam a junta de argamassa quando apresentadas as seções S4, S5 e S6E.
6.4.3.1 Análise das tensões
A distribuição de tensões transversais nos sentidos eixos x e z na junta de argamassa apresenta valores praticamente uniformes na região da parede longitudinal, ficando menores na proximidade dos septos transversais. O confinamento atuante no sentido do eixo x, ao longo da parede longitudinal, é mais intenso que o obtido no sentido do eixo z, em conseqüência da menor dimensão da junta de argamassa. Os perfis das tensões efetivas estão apresentados na Figura 6.52.
(a) (b) Figura 6.52 – Perfis S3, na junta de argamassa, das tensões transversais efetivas σx (a) e σz (b).
As tensões de confinamento no septo transversal externo, na direção do eixo x, apresentam valores bem inferiores do que os encontrados na respectiva análise ao longo da parede longitudinal, conforme indicam os perfis da Figura 6.53a.
A Equação (6.9) define o fator de confinamento, utilizado para quantificar esse fenômeno na junta de argamassa levando em consideração a magnitude das tensões transversais σ e x σ . Na Figura 6.53b está apresentada a evolução desse parâmetro, relativo à z tensão vertical no topo do prisma, em distintas regiões. Como se observa nos perfis da Figura 6.52, menor intensidade do efeito de confinamento é alcançada nos septos transversais externos.
2 2
x z
(a) (b) Figura 6.53 – Perfis S3E, na junta de argamassa, das tensões transversais efetivas σz (a).
Evolução do fator de confinamento (b).
As tensões transversais no bloco de concreto central do prisma não atuam de forma a confiná-lo, conforme se ilustra na Figura 6.54. Observa-se que a maior parte da parede longitudinal apresenta tensões de tração em todos os níveis de carregamento. De maneira oposta à observada na junta de argamassa, as tensões transversais de compressão crescem nas proximidades dos septos transversais.
Figura 6.54 – Perfis S1, no bloco de concreto, das tensões transversais efetivas σx (b). Na Figura 6.55a, é possível observar que nas seções horizontais do bloco central não ocorre variação significativa de tensões principais mínimas − associadas à compressão no sentido do eixo y (vertical) até aproximadamente 60% da carga máxima. Próximo à ruína, são identificados maiores valores no septo transversal externo, os quais sofrem redução à medida que se aproximam do centro da parede longitudinal; a partir deste ponto, os valores
novamente aumentam até o septo transversal central. A variação dos valores de tensão é pequena, atingindo no máximo 5% no nível de carregamento 3, conforme Figura 6.56a que ilustra as tensões relativas à tensão uniforme aplicada no topo do prisma.
De acordo com a Figura 6.55b, na junta de argamassa, a partir do nível de carregamento de 0,3f há uma tendência de redução dessa tensão para as extremidades, p contrastando com a uniformidade ao longo da parede longitudinal. Em relação à parede longitudinal, a redução atinge 16% e 44%, respectivamente, para os níveis de carregamento 0,6f e 0,95p f (Figura 6.56b). p
Figura 6.55 – Perfis S2 e S3 das tensões mínimas principais do bloco de concreto (a) e da junta de argamassa (b), respectivamente.
A comparação entre os distintos perfis de distribuição das tensões verticais do bloco de concreto e da junta de argamassa mostra que até o nível de carregamento de 0,3f , a p distribuição uniforme caracteriza ambos os perfis. Diferentemente, a partir de 0,6f ocorre p acentuada redistribuição de tensões com alívio do carregamento vertical na junta de argamassa dos septos transversais e aumento suave desses valores no bloco de concreto. As tensões verticais no bloco de concreto e na junta de argamassa apresentam valores próximos, indicando o aumento da resistência à compressão da argamassa em virtude do efeito de confinamento.
Próximo à ruína, é evidente que enquanto as extremidades da parede longitudinal do bloco apresentam nível de tensão superior (aproximadamente 5%) ao existente no topo do prisma, na junta de argamassa essa redução é superior a 20%.
Figura 6.56 – Perfis S2 e S3 das tensões verticais relativas do bloco de concreto (a) e da junta de argamassa (b), respectivamente.
Na região dos septos transversais, permanece a tendência de aumento das tensões verticais do centro para as extremidades do bloco e comportamento oposto na junta de argamassa, com uma propensão de decréscimo em direção às extremidades, conforme os perfis apresentados na Figura 6.57.
(a) (b) Figura 6.57 – Perfis S1E e S3E das tensões principais mínimas do bloco de concreto (a) e da
junta de argamassa (b), respectivamente.
Na junta de argamassa no septo transversal externo, os valores das tensões chegam a diminuir 25% em relação às atuantes no topo do prisma. Os valores relativos estão apresentados na Figura 6.58, em que se destaca menor nível de tensões que o obtido na junta de argamassa ao longo da parede longitudinal.
(a) (b) Figura 6.58 – Perfis S1E e S3E das tensões verticais relativas do bloco de concreto (a) e da junta
de argamassa (b), respectivamente.
A análise dos perfis verticais, apresentados com valores relativos de tensões, indica a redução das tensões no bloco na proximidade da junta de argamassa. Até o nível de carregamento de 0,6f , a redução é de no máximo de 6%, contudo, o aumento do p carregamento acarreta diferenças que atingem 27%. Assim, ao longo do perfil S4, por exemplo, a tensão verificada na junta de argamassa é 80% do valor efetivo no topo do modelo. Esse comportamento é claramente observado nos septos transversais, o que se contrapõe à distribuição mais uniforme obtida na parede longitudinal, conforme ilustração dos gráficos da Figura 6.59.
(a) (b) Figura 6.59 – Perfis S4 (a) e S5 (b) das tensões verticais relativas.
Os perfis verticais referentes aos septos transversais são apresentados na Figura 6.60a, indicando comportamento semelhante ao obtido na parede longitudinal (S4), com a
redução da tensão relativa na proximidade da junta de argamassa. No nível de carregamento 0,95f é nítido o menor valor relativo. Os perfis das tensões principais máximas são p apresentados na Figura 6.60b, indicando tensões de tração elevadas junto à interface bloco- argamassa, onde se inicia a fissuração do bloco, a qual influencia a ruína do prisma.
(a) (b) Figura 6.60 – Perfis S6E das tensões verticais (a) e S5 das tensões principais máximas (b).
Sob compressão uniaxial do prisma, os blocos de concreto e a junta de argamassa são caracterizados pelo comportamento não-linear e pela redistribuição de tensões, originando um estado triaxial na argamassa e o estado biaxial de compressão-tração nos blocos de concreto, que foram satisfatoriamente previstos pelo modelo numérico.
6.4.3.2 Análise das deformações plásticas
O nível de deformação plástica principal mínima que ocorre no bloco de concreto é muito baixo, principalmente se comparado com a junta de argamassa, onde os valores atingem 2000µ , o que corresponde a aproximadamente 50% da deformação total nesta região. Nos blocos, as deformações plásticas à compressão surgem somente após 0,3f , mas não os p conduzem à ruína (Figura 6.61a). Já na junta, a ruína ocorre por esmagamento da argamassa, como se ilustra na Figura 6.61b, com as deformações plásticas já presentes no nível de carregamento 1. Nota-se ainda intensa não-uniformidade dos valores de deformação em 0,95f , com valores nos septos transversais externos e central 40% menores que os obtidos na p parede longitudinal.