Associação Brasileira da Construção

Industrializada de Concreto

Industrializar em Concreto 1 - maio de 2014

Artigo Técnico

Avanços na Investigação dos Mecanismos Resistentes à Força Cortante em Lajes Alveolares Protendidas

V1 representa a parcela transmitida pelo banzo comprimido pela flexão. 
V2 representa a parcela correspondente às tensões residuais de tração devido às “pontes de concreto” ao longo da fissura. Segundo Walraven (2010) fissuras com aberturas de até 0,15 mm podem transmitir força cortante pelas tensões residuais. 
V3 representa a rugosidade local existente ao longo das fissuras sendo maior, quanto maior forem os agregados. Para concretos com resistência à compressão de até 70 MPa, as fissuras ocorrem na matriz cimentícia e portanto, contornam os agregados. Assim, uma rugosidade significativa devido aos agregados contribui para impedir o escorregamento das faces da fissura, transmitindo esforço cortante. No caso de concretos com resistência acima de 70 MPa, as fissuras atravessam os agregados fazendo com que o efeito do seu engrenamento seja perdido. 
V4 refere-se à armadura longitudinal que contribui para resistência à força cortante devido ao efeito pino, além de combater maiores aberturas de fissuras contribuindo com os outros mecanismos de transferência de esforço.

2.Flexo-Cortante
O mecanismo flexo-cortante não é analisado analiticamente devido a sua complexidade. Tensões de redistribuição ocorrem após a fissuração sendo influenciadas por muitos fatores. Por esta razão, equações empíricas foram desenvolvidas elegendo as variáveis mais importantes e calibrando-as com ensaios. A seguir, apresentam-se as variáveis geralmente aceitas como principais na capacidade resistente à flexo-cortante dos elementos sem armadura transversal.
•    Resistência à tração do concreto;
•    Taxa de armadura longitudinal;
•    Fator escala;
•    Influência do esforço axial;
•    Tipo e tamanho do agregado;
Os quatro primeiros estão presentes nas formulações do EC2 e nas normas brasileiras NBR6118 e NBR14861. Exemplificando pela equação brasileira tem-se:
A figura 3 apresenta os mecanismos básicos para a transferência de esforço cortante.
Em elementos maiores, sejam lajes ou vigas, a largura das fissuras críticas tende a ser maior e, portanto, possui menor contribuição da tensão residual de tração e principalmente, menor contribuição do engrenamento dos agregados. Taylor (1970 apud Albajar, 2008) verificou por experimentos que a contribuição do engrenamento dos agregados varia de 35 a 50% da capacidade resistente total enquanto que 15 a 25% correspondem ao efeito pino, e 20 a 40%, à parcela transmitida pela região não fissurada. Desta forma, faz-se necessário a existência de um fator de escala nas formulações para força cortante. Segundo Wight e MacGregor (2012), em elementos com pelo menos um mínimo de armadura transversal, esta armadura tende a manter as faces da fissura juntas de forma a não haver perda significativa de eficiência do engrenamento dos agregados, mesmo para elementos maiores. Bazant (2011), no entanto, defende que a armadura transversal não suprimi o efeito escala, principalmente em elementos com alturas maiores que 1 m. 
Quanto à influência do esforço axial, se de compressão, existe um favorecimento aos mecanismos de transferência de força cortante pela região não fissurada pelas tensões residuais de tração e engrenamento de agregados. Se de tração, as fissuras tenderão a larguras maiores, prejudicando os mecanismos resistentes complementares, além de profundidades maiores, contribuindo para o “estrangulamento” do banzo comprimido e consequente ruptura por esmagamento do concreto nesta região.
2.1 - Influência do esforço axial na resistência à força cortante em elementos sem armadura transversal
Tanto na expressão do Eurocode 2 como das normas brasileiras, a influência do esforço axial é computada pela parcela 0,15 σcpbd, positiva para compressão e negativa para tração. Ressalta-se que esta parcela provém originalmente da contribuição da protensão e é extrapolada pelas prescrições normativas à contribuição de qualquer esforço axial na resistência à força cortante.
A parcela 0,15 σcpbd, chamada de Vp, é somada a outra parcela, Vc, com a finalidade de quantificar a resistência à força cortante de elementos sem armadura transversal. Exemplificando pela equação brasileira, tem-se:

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