Puncionamento De Estruturas Laminares De Concreto Sob Açào De Cargas De Impacto.

Abstract

A determinação da resposta de estruturas laminares de concreto ou de concreto
armado ou protendido, isto é, placas e cascas, submetidas a cargas de impacto, exige uma
análise dinâmica não-linear que leve em conta (a) as propriedades mecânicas do material
para ações de curta duração, (b) a velocidade de aplicação das cargas, na forma de
diagramas força-tempo, (c) a distribuição aleatória das propriedades mecânicas e/ou
defeitos presentes na estrutura, parcialmente responsáveis pelos denominados efeitos de
escala. Em conseqüência, a determinação da resistência ao puncionamento demanda
considerável esforço computacional utilizando programas específicos para esse fim, de
alto custo, e experiência na escolha de parâmetros apropriados para o problema em
consideração. No contexto acima descrito, as necessidades da engenharia de projeto tem
conduzido ao desenvolvimento de fórmulas empíricas ou semi-empíricas para determinar a
velocidade de um projétil com características dadas, que resultaria em perfuração de uma
lâmina de concreto ou, alternativamente, a espessura necessária da lâmina para evitar
perfuração. Uma revisão crítica da literatura, resumida no trabalho, mostra que as
expressões propostas não levam em conta vários fatores relevantes no problema, tais
como, (a) a curvatura ou curvaturas da lâmina, (b) a influência da forma da superfície de
contato entre o projétil e a estrutura, (c) a influência da armadura e/ou protensão no
concreto e (d) efeitos de escala. Visando a obtenção de subsídios para a elaboração de
critérios melhorados de projeto, os autores utilizam simulação de Monte Carlo na
determinação da resposta dinâmica não-linear de painéis planos e curvos de concreto sob
ação de cargas dinâmicas com altas taxas de crescimento, até atingir um valor de pico,
representativas de impacto de projéteis a velocidades da ordem de 100m/s. A estrutura é
representada por um modelo de elementos discretos (DEM), sendo a resposta obtida
mediante integração explícita no domínio do tempo. As propriedades mecânicas dos
elementos, tais como a deformação crítica de tração ou a energia de fratura, definidas
como campos aleatórios das coordenadas espaciais, são geradas por simulação.