CARGAS E MODOS DE RUPTURA

As lajes foram ensaiadas incrementando-se o carregamento até que se atingissem a ruptura. Para a determinação da carga de ruptura, considerou-se o valor máximo de carga registrado pela célula de carga. O peso próprio da laje e dos equipamentos posicionados sobre ela não foram considerados para a determinação da carga última.

A determinação do modo de ruptura das lajes foi realizada, prioritariamente, por meio da observação do comportamento das lajes durante e ao término dos ensaios. Para isso, levou-se em consideração o mapeamento das fissuras, a superfície de ruptura, deformações das armaduras de flexão e da superfície de concreto dos modelos ensaiados.

Associado a essas observações, evidencia-se que o modo de ruptura, também, pôde ser classificado, comparando-se a razão entre a carga última (Vexp) com a resistência à flexão das lajes (Vflex). Elstner e Hognestad (1956)define que para valores desta relação Vexp/Vflex > 1, o modo de ruptura é por flexão. Se Vexp/Vflex < 1 a ruptura se dá por punção, e se Vexp/Vflex = 1, as rupturas por flexão e por puncionamento da laje ocorrem quase que simultaneamente. O Apêndice C apresenta o método detalhado, considerado para o cálculo de Vflex neste trabalho.

Todas as lajes romperam por punção de maneira brusca e repentina (Vexp/Vflex < 1). A Tabela 5.4 apresenta as cargas de ruptura das lajes, os valores de resistência à flexão, juntamente, com os modos de ruptura observados.

Tabela 5.4 - Cargas e modos de ruptura observados Série Laje fc (MPa) d (mm) ρ (%) Vexp* (kN) Vflex (kN) Vexp/Vflex Modo de ruptura 1 LR-A 41,56 89 1,62 249,90 542,93 0,46 Punção LR-B 41,56 88 1,65 216,40 539,28 0,40 Punção LR-C 41,56 90 1,58 259,20 543,30 0,48 Punção 2 LF1-A 44,54 90 1,28 187,61 454,24 0,41 Punção LF1-B 44,54 88 1,34 177,97 452,59 0,39 Punção LF1-C 44,54 91 1,26 233,73 457,82 0,51 Punção 3 LF2-A 35,22 92 1,14 187,57 417,61 0,45 Punção LF2-B 35,22 95 1,08 213,87 424,28 0,50 Punção LF2-C 35,22 93 1,12 194,80 420,05 0,46 Punção

* Valores médios de Vexp: 241,83 kN (Série 1); 199,77 kN (Série 2) e 198,75 kN (Série 3).

A partir da Tabela 5.4, observa-se que a presença de aberturas adjacentes ao pilar reduziu a resistência ao cisalhamento das lajes. As lajes da Série 2 apresentaram, em média, carga 17,39% inferior as lajes sem aberturas. Já as lajes com duas aberturas, a carga de ruptura média resultou em um valor 17,80% menor em comparação com as lajes da Série 1. Essa pequena diferença entre os valores de carga de ruptura das lajes das Séries 2 e 3 (cerca de 0,41% em referência às lajes da Série 1) pode estar associada às alturas úteis (d) das lajes com duas aberturas terem sido maiores em relação às demais lajes ensaiadas. Na laje LF2-B, o valor de d resultou 5 mm maior do que o estabelecido inicialmente na pesquisa.

Com relação às superfícies de ruptura, estas se desenvolveram nas lajes da Série 1, a partir da face superior das lajes e se estenderam em direção à ligação laje-pilar, no bordo inferior, como demonstra a Figura 5.5. As inclinações das superfícies de rupturas das lajes sem aberturas variaram entre 12 a 24 graus na direção x e 24 a 27 graus na direção y.

Figura 5.5 - Configurações das superfícies de rupturas das lajes da Série 1 (medidas em mm)

Nas lajes das Séries 2 e 3, foi possível observar a formação da superfície de ruptura no interior das aberturas, segundo Figuras 5.6 e 5.7.

Figura 5.6 - Configurações das superfícies de rupturas das lajes da Série 2 (medidas em mm)

Figura 5.7 - Configurações das superfícies de rupturas das lajes da Série 3 (medidas em mm)

Nas lajes com aberturas, inicialmente, a fissura se iniciou no bordo superior da laje (face tracionada) e percorreu em direção ao pilar até, aproximadamente, a altura do plano médio da laje. Devido à existência de aberturas adjacentes ao pilar, as superfícies de ruptura nessas lajes desenvolveram-se de forma diferente daquelas registradas nas lajes da Série 1, com inclinações em relação ao plano médio da laje, entre 22 a 66 graus para a Série 2 e entre 31 a 58 graus para a Série 3.

As Figuras 5.8 a 5.10 mostram as fotografias das superfícies de rupturas das lajes ensaiadas.

Figura 5.8 - Superfícies de rupturas das lajes da Série 1 Fonte: Arquivo pessoal.

Figura 5.9 - Superfícies de rupturas de ruptura das lajes da Série 2 Fonte: Arquivo pessoal.

Figura 5.10 - Superfícies de rupturas de ruptura das lajes da Série 3 Fonte: Arquivo pessoal.

5.3 FISSURAÇÃO

Em cada umas das séries de ensaio, o padrão de fissuração das lajes ocorreu de modo semelhante, com as primeiras fissuras sendo radiais que se iniciavam na projeção da face do pilar até as bordas das lajes, com posterior surgimento de fissuras circunferenciais.

A Tabela 5.5 apresenta as cargas de fissuração visual das lajes e as Figuras 5.11 a 5.13 mostram os mapas de fissuração das lajes desta pesquisa.

Tabela 5.5 - Cargas de fissuração visual das lajes Laje Vexp (kN) Vrad (kN) Vcirc (kN)

LR-A 249,90 100 125 LR-B 216,40 75 100 LR-C 259,20 75 125 LF1-A 187,61 75 150 LF1-B 177,97 75 125 LF1-C 233,73 75 125 LF2-A 187,57 50 100 LF2-B 213,87 50 100 LF2-C 194,80 50 100

Figura 5.11 - Fissuração nas lajes da Série 1 Fonte: Arquivo pessoal.

Figura 5.12 - Fissuração nas lajes da Série 2 Fonte: Arquivo pessoal.

Figura 5.13 - Fissuração nas lajes da Série 3 Fonte: Arquivo pessoal.

A partir da Tabela 5.5, verifica-se que as lajes LR-1, LR-B e LR-C apresentaram a primeira fissura radial com 40,02%, 34,66% e 28,94% das respectivas cargas últimas. Por sua vez, as fissuras circunferenciais iniciaram-se à 50,02%, 46,21% e 48,23% da carga de ruptura, nessa ordem.

Nas lajes com aberturas, as fissuras surgiram na superfície superior, entre o centro da projeção do pilar e o interior das aberturas e, posteriormente, se propagaram em direção aos bordos das lajes com o aumento do carregamento. Nas lajes da Série 2, as fissuras radiais e circunferenciais surgiram com 38,07% e 67,89% do valor médio da carga de ruptura das lajes dessa série. As lajes da Série 3 apresentaram as primeiras fissuras com menores níveis de carregamento, comparando-se com as lajes com uma abertura. As fissuras radiais surgiram após o segundo incremento de carga (50 kN) e as fissuras circunferenciais manifestaram-se após a carga de 100 kN.