A utilização de barras nervuradas com ancoragem de cabeça foi desenvolvida inicialmente na construção de plataformas offshore como uma alternativa para evitar o congestionamento da ferragem devido aos grandes comprimentos utilizados nos ganchos em nós de pórtico. Sendo uma alternativa para simplificar o detalhamento e montagem de armações mais complexas como no caso de pontes no caso da utilização de estribos fechados e comprimento de transpasse. A sua utilização como pino de ancoragem é pouca, porém possui grandes vantagens como um valor mais alto da tensão de escoamento e a ancoragem mecânica que a nervura da haste promove, o que leva a um valor mais alto da carga de ruptura em relação a pinos com hastes feitas com barras lisas.
Este trabalho visa analisar o comportamento de um pino de ancoragem sob carga de tração sobre os seguintes aspectos: Influência da presença de um bordo livre, da posição do pino no elemento de concreto e verificar alguns dos métodos de cálculo vistos na literatura. Essa análise é feita comparando as cargas de rupturas das séries estudadas e em relação aos métodos de cálculo estudados.
Esse trabalho se justifica pela ruptura pelo arrancamento do cone de concreto ser uma ruptura frágil e com grandes diferenças entre as cargas estimadas por diversos métodos de cálculo, principalmente no caso da presença de um bordo livre, havendo assim a necessidade de se obter um amplo conhecimento do comportamento da peça para diversas situações a fim de se ter dados suficientes para se dimensionar com um maior grau de segurança.
Foram ensaiados 13 pinos constituídos de uma haste feita com uma barra nervurada de CA-50 de 20 mm de diâmetro e soldadas a uma ancoragem mecânica (cabeça) constituída de uma chapa metálica de aço SAC 1045 de dimensões 50x50x10 mm (Figura 1). Esses pinos foram dispostos horizontalmente na face lateral de um bloco de concreto simples de dimensão 1000x1000x1000 mm e resistência à compressão do concreto de 20 MPa. A altura efetiva requerida do pino foi de 50 mm. A distância do centro do pino ao bordo livre do bloco foi tal que a divisão da área projetada do cone de tensão interrompido pelo bordo livre pela área projetada do cone de tensão de um pino sem a influência de um bordo livre foi de 1.0, 0.9, 0.8 e 0.7, além de se posicionar um pino isolado na lateral do bloco. A Figura 1 mostra a posição dos pinos no bloco e o tipo de pino ensaiado. O esquema de ensaio utilizado serve para transmitir o esforço de tração do atuador hidráulico para o pino através de dois tirantes presos a perfis U que por sua fez transmitem o esforço de tração do tirante para o pino (Figura 2).
Figura 1 – Modelo da posição dos pinos no bloco e do tipo de pino ensaiado.
Figura 2 – Desenho do esquema de ensaio.
A Tabela 1 mostra os valores da carga de ruptura (
em kN), altura efetiva requerida (
em mm) e medida (
), relação 
, relação entre áreas 
requerido (
) e medido (
), e relação entre perímetros 
. Os pinos P03 e P07 apresentaram valores inválidos devido a problemas na realização do ensaio. Quando se diminui a relação verifica-se uma redução na capacidade final da ancoragem, quando se analisa os pinos em posições diferentes nota-se que os pinos superiores possuem uma menor carga de ruptura, os inferiores uma maior carga de ruptura e os intermediários valores médios. A Figura 3 apresenta o gráfico carga x 
, com os ensaios válidos, para as posições dos pinos ensaiados e os métodos de cálculo estudados. O método do ACI 349 (1985) apresenta um ângulo do cone de ruptura de 45°, o do CCD (1995) apresenta um ângulo de cerca de 35° e o método do De Vries (1999) um ângulo de 35°, mas com uma diferença em relação aos outros métodos citados, nesse ângulo é tomado a partir do perímetro da cabeça. Comparando os dados experimentais com os dados dos métodos de cálculo verifica-se que o método do De Vries (1999) apresenta melhor estimativa da carga de ruptura quanto à influência de um bordo livre, sendo para os pinos localizados na posição superior o valor calculado um limite inferior enquanto os demais métodos são contra a segurança para os mesmos pinos da posição superior.
Tabela 1 – Carga e parâmetros geométricos dos pinos ensaiados.
Figura 3 – Gráfico carga x c/h’ef