O principal objetivo desse trabalho foi avaliar o comportamento experimental das ligações de placas de base de colunas tubulares circulares solicitadas à força normal e momento fletor. Esse comportamento foi avaliado através de 5 ensaios realizados em placas de base, onde os parâmetros analisados foram a espessura da placa e a excentricidade de aplicação do carregamento axial à coluna, gerando assim um momento fletor no placa. O estudo se desenvolveu de forma comparativa entre os resultados da análise teórica e os obtidos pela análise experimental.
Através dos resultados obtidos pode-se observar de uma maneira geral que: 1) as tensões variam muito com o aumento da excentricidade para um dado
carregamento axial, e uma mesma espessura de placa;
2) a distribuição de tensões no carregamento axial mostra que a aproximação da analogia de uma viga em balanço com carregamento distribuído, é conservadora e fornece placa de base espessas.
Nos Ensaios 2 a 5, que possuem excentricidade de carregamento de 168,30 mm, o escoamento ocorreu primeiro na posição dos extensômetros que se localizam na linha de eixo dos chumbadores tracionados, ou seja, nessa posição ocorreram as maiores tensões diminuindo a medida que os extensômetros se aproximam da coluna, chegando a ficarem nulos no centro da mesma. A carga máxima foi de 301,5 kN e 306 kN para os Ensaios 2 e 3 que possuem chapa de 12,5 mm e de 378,5 kN e 414,7 kN para os Ensaios 4 e 5 que possuem chapa de 16 mm. Nesses ensaios observou-se que as cargas experimentais médias que provocaram escoamento na placa de base são aproximadamente, 33% e 47% maiores que as cargas teóricas obtidas segundo RAUTARUUKKI e DEWOLF & RICKER, respectivamente. A análise teórica é mais
conservadora quando comparada com a análise experimental, gerando assim placas mais espessas.
No Ensaio 1 que possui excentricidade de carga de 84,15 mm e espessura da placa de base de 12,5 mm, ocorreu um acúmulo de tensões no centro da coluna devido a proximidade da aplicação de carga. Com o Ensaio 1 também foi observado que para a
o bloco exerce forte contribuição na resistência do conjunto. Nesse ensaio a carga maior foi de 600,3 kN, não ocorrendo escoamento da placa de base.
De acordo com as deformações medidas observou-se que para um mesmo nível de carregamento, têm-se valores de deformação compatíveis, ou seja, com os valores próximos entre si. Este resultado possibilita uma mesma análise para todos os ensaios realizados.
As maiorias dos autores, como RAUTARUUKKI e DEWOLF & RICKER, propõem que para o cálculo da espessura da placa de base deve ser considerada a projeção da placa como sendo uma viga em balanço, engastado na parede do tubo da coluna e livre na borda da placa de base, onde o carregamento dessa viga é a pressão de contato entre a placa de base e o bloco de concreto. Com relação essa hipótese, foi possível observar que a placa se comporta como uma viga em balanço visto que nos ensaios 4 e 5 as deformações aumentam a medida que se aproxima dos chumbadores tracionados e tendem a zero na região interna do tubo da coluna, caracterizando a hipótese de que existe um engaste na região da solda do tubo da coluna com a placa de base.
Foram sugeridas duas proposições de cálculo:
1) Na primeira proposição de cálculo, a viga utilizada para dimensionar a espessura da placa comporta-se como engastada em uma extremidade e apoiada na outra com comprimento sendo yteórico e yexperimental. O yteórico é encontrado através do equilíbrio
de forças e momentos juntamente com a representação do comportamento elástico do material do bloco de concreto e dos chumbadores. O yexperimental é encontrado a
partir da posição da linha neutra obtido com resultados experimentais do ensaio 5. Com esses resultados foi encontrada uma equação proposta para calcular o comprimento da viga engastada e apoiada, diretamente influenciada pela espessura da placa de base e suas dimensões.
2) Na segunda proposição de cálculo a viga se comporta como engastada em uma extremidade e apoiada em apoio elástico na outra extremidade com o comprimento
elástico com comprimento da viga sendo a1. O efeito do apoio elástico pode ser
resultado do comportamento bidimensional da placa, ou seja, na direção perpendicular ao momento fletor há uma resistência de viga entre os dois chumbadores; ou pode ser resultado da contribuição do bloco de concreto na resistência momento-giro da placa de base. Uma forma de avaliar esse comportamento do apoio elástico seria calcular a rigidez do bloco de concreto e comparar com a constante de rigidez calculada do apoio elástico.
Quanto à proposição de viga engastada e apoiada com o comprimento da viga igual a “yexperimental” e “yteórico”, apesar dos resultados serem próximos dos resultados
experimentais, essa hipótese não considera a influência da coluna na deformação da placa de base, mas seus resultados foram decisivos para encontrar uma equação para o comprimento da viga engastada e apoiada.
A proposição de que a viga se comporta como engastada e apoiada com a equação proposta para o comprimento da viga obteve também resultados satisfatórios, mas na equação proposta o comprimento da viga está diretamente influenciado pela espessura da placa e as dimensões da placa de base, e analogamente ao caso anterior não levando em consideração a influência da coluna. Dessa forma quanto maior a placa de base maior a resistência da mesma, o que pode não ser o real, pois a coluna tem uma forte influência na deformação da placa. Uma forma de avaliar esse comportamento seria ensaiar placas de base com dimensões maiores e o mesmo diâmetro de tubo para a coluna.
No Ensaio 5 ficou comprovado que as tensões calculadas a partir das deformações lidas pelos extensômetros em todos os ensaios, são as tensões principais. Isso foi possível, pois, neste ensaio foram colados extensômetros a 45o, e dessa forma foi calculado as tensões de cisalhamento que são nulas.
É válido enfatizar que há necessidade de melhorar as formulações propostas nesse trabalho, para otimização do dimensionamento, principalmente com intuito de encontrar melhores resultados teóricos e mais compatíveis com os resultados experimentais.
comportamento M x ϕ para que os projetos estruturais considerem a ligação semi- rígida, assim como utilizar o critério para dimensionamento de placas quanto ao giro para ligações semi-rígidas.