Deformations in the strut of two pile caps

Delalibera, R. G.; Giongo, J. S.

doi:10.1590/S1983-41952008000200002

Abstracts

There are several models for the design of pile caps, one of them, is the strut and tie model. Struts are graphical representations of the flows of the compression principal stress, while, the tie represents the flows of the tensile principal stress. The NBR 6118:2003 [1] recommends the use of strut and tie model for the design and verification of pile caps. The use of simple strut and tie models is much used by engineers. Basically, the model consists in determining steel areas based on the traction tie and verifying the crushing of the concrete in the inferior and superior nodal zones (the interface between the inferior face of the pile cap and the pile is the inferior nodal zone and, the interface between the superior face of the pile cap and the column, is the superior nodal zone). The strut integrity is guaranteed when the stress intensities in the superior and inferior nodal zones are lower than the limit value. This limit value is determined in function of the mechanical properties of the concrete pile cap and the stresses in the strut are determined in function of the internal forces and the area of the inferior and superior nodal zones. The correct form of the diagonal compression inside the pile cap is unknown. In function of the experimental analysis of the principal compression strain, the geometric form of the strut to two pile caps submitted the centered and eccentric load is shown along with the intensity of the stress in the inferior nodal zone.

Reinforcement concrete; strut and tie model; experimental analysis; pile caps

Existem vários modelos para o dimensionamento de blocos sobre estacas, sendo que um deles é o modelo de escoras (bielas) e tirantes. Escoras são representações gráficas dos fluxos das tensões principais de compressão de um dado elemento, enquanto que os tirantes representam os fluxos das tensões principais de tração deste. A NBR 6118:2003 [1] recomenda a utilização de modelos de escoras e tirantes para o dimensionamento e verificação de elementos estruturais de volume, idéia que se aplica aos blocos sobre estacas. Os conceitos de modelos de escoras e tirantes são simples e muito utilizados na análise de estruturas de concreto. Basicamente, o modelo consiste em determinar às áreas das barras de aço da armadura principal de tração por meio das tensões de tração obtidas para o tirante e verificar a ruptura do concreto da diagonal comprimida junto à zona nodal inferior e superior (entende-se por zona nodal superior e inferior as interfaces pilar-bloco e estaca-bloco respectivamente). A integridade da diagonal comprimida é garantida quando as intensidades das tensões nas zonas nodais superior e inferior são menores que um valor último. Esse valor último é determinado em função das propriedades mecânicas do concreto do bloco e as tensões nas zonas nodais inferior e superior são determinadas em função da força resultante das tensões atuantes na diagonal comprimida e de suas áreas. A forma correta da diagonal comprimida no interior do bloco é desconhecida. Por meio de uma análise experimental obtiveram-se as deformações principais de compressão e a forma geométrica das diagonais comprimidas em blocos sobre duas estacas submetidos à ação de forças centrada e excêntrica, como também as intensidades das tensões atuantes na zona nodal inferior.

Concreto armado; modelo de escoras e tirante; análise experimental; blocos sobre estacas

Deformations in the strut of two pile caps

R. G. Delalibera ^I ; J. S. Giongo ^I ^I

^IDepartment of Structural Engineering, São Carlos Engineering School, São Paulo University, dellacivil@gmail.com, Av. Trabalhador São carlense, 400, CEP: 13566-590, São Carlos - SP, Brasil

^IIDepartment of Structural Engineering, São Carlos Engineering School, São Paulo University, jsgiongo@sc.usp.br, Av. Trabalhador São carlense, 400, CEP: 13566-590, São Carlos - SP, Brasil

ABSTRACT

There are several models for the design of pile caps, one of them, is the strut and tie model. Struts are graphical representations of the flows of the compression principal stress, while, the tie represents the flows of the tensile principal stress. The NBR 6118:2003 [1] recommends the use of strut and tie model for the design and verification of pile caps. The use of simple strut and tie models is much used by engineers. Basically, the model consists in determining steel areas based on the traction tie and verifying the crushing of the concrete in the inferior and superior nodal zones (the interface between the inferior face of the pile cap and the pile is the inferior nodal zone and, the interface between the superior face of the pile cap and the column, is the superior nodal zone). The strut integrity is guaranteed when the stress intensities in the superior and inferior nodal zones are lower than the limit value. This limit value is determined in function of the mechanical properties of the concrete pile cap and the stresses in the strut are determined in function of the internal forces and the area of the inferior and superior nodal zones. The correct form of the diagonal compression inside the pile cap is unknown. In function of the experimental analysis of the principal compression strain, the geometric form of the strut to two pile caps submitted the centered and eccentric load is shown along with the intensity of the stress in the inferior nodal zone.

Keywords: Reinforcement concrete, strut and tie model, experimental analysis, pile caps.

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REFERENCES

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Publication Dates

Publication in this collection
18 Sept 2014
Date of issue
June 2008

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[1] [01] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118:2003 - Projeto de estruturas de concreto. Rio de Janeiro, 2004;

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