Mecánica Computacional, Volume XXIX. Number 102. Concrete Structures (D)

Um Modelo Propagaςão de Fissuras no Concreto Baseado no Método dos Elementos Finitos Estendido

Kelson Pothin Wolff, Roque Luiz Pitangueira, Samuel Silva Penna

Abstract


O artigo trata da implementação computacional de um modelo capaz de descrever o comportamento do concreto sujeito à fissuração. Utilizam-se relações constitutivas baseadas no modelo de fissuras coesivas para representar a região fissurada do concreto, enquanto o restante do volume nãofissurado é representado como linearmente elástico. Tais relações constitutivas são, então, combinadas com as hipóteses do Método dos Elementos Finitos Estendido, formando um modelo que, introduzindo um salto no campo de deslocamentos do Método dos Elementos Finitos Padrão, para representar a descontinuidade provocada neste campo pela fissura, é capaz de descrever a propagação da mesma. O critério de propagação é baseado no limite de resistência à tração do material e a geometria da fissura é definida por um conjunto de segmentos lineares. O modelo assim concebido permite que a fissura se propague livremente pela malha convencional, atravessando o domínio e a interface dos elementos finitos. O modelo foi implementado no núcleo numérico do sistema computacional INSANE (Interactive Structural Analysis Environment), permitindo simular problemas de propagação de fissuras em peças de concreto submetidas a tração axial, flexão e compressão diametral. Os resultados são obtidos dentro da faixa de resposta esperada. A principal dificuldade encontrada relaciona-se com o critério de propagação escolhido, que não se mostra adequado para predição da direção correta de propagação da fissura quando a análise alcança níveis elevados de tensão.

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