Associação Brasileira da Construção

Industrializada de Concreto

Industrializar em Concreto 11 - agosto de 2017

ARTIGO TÉCNICO

Verificação do efeito da geometria dos alvéolos na capacidade resistente à força cortante em lajes alveolares protendidas

Andrey Monteiro Maciel 1 
Marcelo de Araújo Ferreira 2
Roberto Chust Carvalho 3
Bruna Catoia 4


RESUMO: Este artigo apresenta avanços no estudo teórico-experimental da resistência à força cortante em lajes alveolares protendidas de acordo com as normas brasileiras ABNT NBR 6118:2014 e ABNT NBR 14861:2011, com enfoque na verificação do efeito da geometria dos alvéolos para a resistência à força cortante. Para tal, verificou-se a aplicação do modelo teórico em lajes com espessuras nominais 265/260 mm, ora com alvéolos circulares e ora com alvéolos oblongos, comparando os valores teóricos com resultados experimentais no NETPRE-UFSCar. Para o caso das lajes com alvéolos circulares com altura h = 265 mm, com 10φ12,7 mm (com 118 kN/cabo), sendo o somatório das nervuras ∑bw = 283 mm, obteve-se resistência teórica de VR,calc = 172 kN (considerando a geometria real da laje, com yc = 1,0 e ys =1,0), contra uma resistência experimental de VR,exp = 233 kN (VR,exp/VR,calc= 1,35). Adicionalmente, para lajes com alvéolos oblongos com altura h = 260 mm, com 12φ12,7 mm (sendo 125 kN/cabo), com somatório das nervuras de ∑bw = 392 mm, obteve-se uma resistência teórica de VR,calc = 260 kN, contra uma resistência experimental de VR,exp = 244 kN (VR,exp/VR,calc= 0,94). Observa-se que no caso das lajes com alvéolos circulares, embora o somatório das nervuras seja inferior, a região crítica no centro da nervura fica próxima à linha neutra, havendo assim uma boa eficiência da geometria dos alvéolos. Por outro lado, no caso das lajes com alvéolos oblongos a região crítica fica na região inferior da nervura, se afastando da linha neutra da laje e se aproximando da posição das cordoalhas. Por esta razão, embora o somatório das nervuras seja superior, é importante o estudo adequado da geometria inferior dos alvéolos visando a máxima resistência à força cortante. 
1 Engenheiro Civil (UFSCar) e pós-graduando no PPGECiv-UFSCar. E-mail: andrey@pretec.com.br
2 Doutor em Engenharia de Estruturas (EESC-USP). Professor Associado no PPGECiv-UFSCar. Coordenador do laboratório NETPRE-UFSCar. E-mail: marcelof@ufscar.br
3 Doutor em Engenharia de Estruturas (EESC-USP). Professor Sênior (Professor Titular Aposentado) no PPGECiv-UFSCar. Vice-Coordenador do NETPRE-UFSCar. E-mail: chust@ufscar.br
4 Doutora em Engenharia de Estruturas (EESC-USP). Responsável pelo laboratório NETPRE-UFSCar. E-mail: bcatoia@yahoo.com.br


1. INTRODUÇÃO
De modo geral, existem dois mecanismos de ruptura relacionados com a resistência à força cortante em lajes alveolares protendidas, os quais estão descritos em diversas publicações nacionais e internacionais, sendo eles: tração diagonal e flexo-cortante. O primeiro modo de ruptura trata do cisalhamento em regiões com pouca ou nenhuma influência da flexão, cujos modelos analíticos tomam por base a Resistência dos Materiais. O segundo modo de ruptura trata de regiões com grande influência da flexão e, devido a sua complexidade, os modelos analíticos utilizados são em geral, baseados em conceitos teóricos, mas calibrados por parâmetros extraídos experimentalmente.
A normalização brasileira apresenta apenas uma expressão para a resistência à força cortante em lajes alveolares protendidas, a qual, por sua vez, está fundamentada em estudos realizados em vigas protendidas retangulares sem armadura transversal e que consideram a ruptura por cisalhamento em zonas fissuradas. Porém, sabe-se que, especialmente em lajes com alturas superiores a 250 mm, onde geralmente as fissuras por flexão são improváveis, o cálculo da resistência à força cortante pode estar subestimado.
No NETPRE–UFSCar foram realizados alguns ensaios de cisalhamento em lajes alveolares com espessuras de 265/260mm, ora com alvéolos circulares e ora com alvéolos oblongos, sendo que no caso das lajes com alvéolos circulares os resultados experimentais estiveram bem acima do valor teórico previsto, enquanto no caso das lajes com alvéolos oblongos os resultados experimentais estiveram um pouco abaixo do valor teórico previsto, o que não compromete a consistência do modelo teórico mas aponta para a necessidade de haver um estudo teórico da geometria dos alvéolos oblongos de modo a garantir que a resistência da laje alveolar esteja calibrada com o modelo normativo.
A seguir, apresenta-se o resultado de uma pesquisa de mestrado recém concluída no PPGECiv-UFScar, a qual estudou a influência da geometria dos alvéolos não-circulares na resistência à força cortante em lajes alveolares protendidas. Para se conseguir atingir os objetivos da referida pesquisa, foram coletadas várias informações referentes a ensaios realizados previamente no laboratório do NETPRE, tais como: esquema estático do ensaio, características geométricas dos protótipos e características físicas dos materiais. Posteriormente, a partir de uma planilha de cálculo, almeja-se reproduzir as seções transversais dos elementos e calcular as propriedades geométricas com boa aproximação considerando a seção transversal de projeto e a seção transversal real, antes do ensaio. De posse dessas informações foram calculadas as resistências teóricas ao cisalhamento, considerando o modelo analítico apresentado tanto na ABNT NBR 6118 quanto na ABNT NBR 14861, mas levando-se em consideração a geometria real da seção dos protótipos estudados (com yc = 1,0 e ys =1,0). Por fim, foram realizadas comparações dos resultados experimentais com os valores previstos teoricamente de modo a avaliar se existe consistência entre os resultados teóricos e experimentais, para ambos os casos de lajes com alvéolos circulares e lajes com alvéolos não-circulares.