Simulação numérica do ensaio de compressão de prismas de alvenaria pelo método dos elementos finitos com comportamento de interface

Abstract

O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo matemático capaz de simular numericamente o ensaio de compressão uniaxial de prismas de blocos de concreto e de material cerâmico. O método dos elementos finitos foi utilizado para obter a resposta estrutural dos prismas de alvenaria. A interface foi incluída no modelo para representar os planos de menor resistência entre o bloco e a argamassa. Para o material sob compressão, usou-se o critério de plastificação de Drucker-Prager com endurecimento isotrópico e, para a tração, o modelo de fissuração distribuída. O comportamento não-linear das interfaces, foi modelado por meio do critério de atrito de Coulomb. Para validar o modelo foram estudados seis tipos de prismas: prismas simples de concreto com argamassamento total e lateral, prismas simples de material cerâmico com argamassamento total, prisma grauteado de concreto com argamassamento total e lateral e prismas grauteado de material cerâmico com argamassamento total. A análise foi considerada tridimensional, dentro do regime de pequenas deformações, utilizando-se elementos finitos quadráticos de 20 nós para discretizar o contínuo e elementos finitos de 16 nós para representar as interfaces. Os métodos adotados para resolver o problema não-linear foram o incremental-iterativo, o método de Newton-Raphson convencional e restringido, o método do arco e o método das bisseções (line-search method). Comparou-se os resultados obtidos pelo programa com os resultados experimentais, obtendo-se uma boa concordância entre ambos.