Theoretical-experimental analysis of the influence of normal force on the exterior reinforced concrete joints behavior

Os nós de pórtico são locais de mudança de direção do eixo da estrutura, logo são regiões descontínuas, ou seja, as hipóteses de Bernoulli de deformações lineares ao longo da seção transversal não são válidas. Sendo assim os métodos convencionais de dimensionamento não se aplicam a esta região. Além disso, são regiões problemáticas também do ponto de vista construtivo, por apresentarem geralmente uma alta taxa de armadura em dimensões reduzidas. Diversas são as variáveis que influenciam o comportamento dos nós de pórtico externos, dentre elas está a força normal aplicada no pilar. Esta variável foi observada por diversos pesquisadores (Parker & Bullman, 1997; Scott et al., 1999; Hwang & Lee, 1999; Bakir & Boduroglu, 2002; Hegger et al., 2003), porém com grandes divergências de opiniões sobre sua influência na ligação. Desta forma, este trabalho visa analisar a influência da força normal no comportamento de nós de pórtico externos de concreto armado. Neste sentido é apresentada uma extensa pesquisa bibliográfica abordando trabalhos experimentais e modelos teóricos propostos para o dimensionamento dos nós (bielas e tirantes). Inserindo-se no contexto é analisada a influência da força normal nos nós de pórtico externos por meio da análise experimental de quatro ligações sujeitas a diferentes níveis de força normal, da comparação com os modelos teóricos apresentados e da simulação numérica do nó de pórtico com o aplicativo ABAQUS, utilizando como ferramenta básica o método dos elementos finitos (MEF)The joints are points where the structures’ axes swerving, therefore they are discontinuous regions, it means, Bernoulli’s hypotheses of linear deformations over the section are not valid. Consequently the conventional methods of design are not applied to this region. Moreover, the joints are also problematic regions to build, for generally presenting one high reinforcement ratio in reduced geometricals dimensions. The normal force applied in the column is one among several variables that influence exterior joints behavior. This variable was observed by many researchers (Parker & Bullman, 1997; Scott et al., 1999; Hwang & Lee, 1999; Bakir & Boduroglu, 2002; Hegger et al., 2003), however with divergences of opinions on its influence in the connection. So, this work aims to analyze the influence of the normal force in reinforcement concrete exterior joint behavior. In this way an extensive literature review is presented approaching experimental works and proposed theoretical models for the joint design (strut an ties). Inserting the research on the context, the influence of the normal force in exterior joints was done through experimental analysis of four connections with different levels of normal force, comparisons with the theoretical models presented and numerical simulation of the joint using finite elements method (FEM) packages at the software ABAQU