Analysis of nodal stress on reinforced concrete two-pile caps supported on steel piles

Reinforced concrete pile caps may be designed trough plastic models (strut and tie model) or models based on bending theory. The formulae available for verifying the stress is based on caps supported on concrete piles, with few studies about the stress distribution on caps supported on steel piles. To analyze the structural behavior of caps supported on steel piles, as well as the stress on the superior and inferior nodal zones, four two-pile caps supported on steel piles were tested. The variables were the embedment length and in one of the specimens a steel plate was welded on top of both piles. It was observed that the embedment length has substantial influence on pile cap structural behavior. It was concluded that, to verify the stress on inferior nodal zone of the cap, aside from pile area, an area of concrete confined between the flaps of the pile must be considered. resumo: Blocos de concreto armado sobre estacas podem ser dimensionados por meio de modelos plásticos (Modelo das bielas e tirantes) ou modelos baseados na teoria da flexão. A formulação disponível para a verificação das tensões é baseada em blocos apoiados sobre estacas de concreto, sendo que existem poucos estudos abordando a distribuição de tensões em blocos sobre estacas metálicas. Com o intuito de analisar o comportamento estrutural de blocos apoiados sobre estacas metálicas e as tensões que surgem nas zonas nodais superior e inferior, foram ensaiados quatro modelos de blocos sobre duas estacas metálicas. As variáveis foram o comprimento de embutimento do perfil dentro do bloco e em um dos modelos foi soldada uma chapa de aço quadrada no topo das estacas. Observou-se que o embutimento interfere de maneira significativa no comportamento estrutural do bloco. Concluiu-se que, para a verificação das tensões na zona nodal inferior do elemento deve ser considerada, além da área da estaca, uma área de concreto confinado entre as abas do perfil.