DESLOCAMENTOS VERTICAIS DAS LAJES

Os deslocamentos verticais das lajes foram monitorados por 15 transdutores de posição (LVDT) localizados ao longo dos eixos das lajes e dispostos como apresentados no

Item 4.3.1. O monitoramento dos deslocamentos verticais ocorreu ao longo do carregamento até a ruptura das lajes.

Os resultados demonstraram, primeiramente, que os deslocamentos medidos nos diversos pontos adotados aumentaram com o acréscimo de carga, sendo que, os maiores valores foram verificados no ponto central das lajes (LVDT T6), como pode ser observado nas Figuras 5.14 e 5.15.

Figura 5.15 - Deslocamentos verticais nas lajes das Séries 2 e 3

As lajes das Séries 1 e 3 apresentaram um perfil simétrico para os deslocamentos verticais obtidos nas direções avaliadas. Já nas lajes com apenas uma abertura (Série 2), os deslocamentos verticais obtidos nos pontos próximos da abertura não foram simétricos com os

respectivos pontos equidistantes ao pilar. A abertura reduziu a rigidez das lajes dessa série e conduziu a uma maior deflexão na região próxima à abertura.

Verifica-se ainda que, para níveis de carregamento até 75 kN, os valores obtidos pelos transdutores se mostram semelhantes para todas as lajes. Já para níveis de carga acima deste valor até cerca de 175 kN, é possível observar que as lajes com uma abertura apresentaram deslocamentos verticais maiores do que as lajes dos outros grupos, comparando-se os resultados de T6 a T9.

Nas Figuras 5.16 e 5.17 são apresentados gráficos das lajes das Séries 1, 2 e 3, nessa ordem, com os deslocamentos verticais computados pelos LVDTs T12, T13, T14 e T15, ao longo dos ensaios.

Figura 5.17 - Deslocamentos lidos nos LVDTs T12 ao T15 das lajes das Séries 2 e 3

Com base nas Figuras 5.16 e 5.17, verifica-se que as lajes das Séries 1 e 3 apresentaram deslocamentos simétricos em ambas as direções, assim como demonstrado anteriormente mediante as leituras dos deslocamentos obtidos nos diversos pontos considerados. Nas lajes da Série 3, o tamanho das aberturas em relação a laje pode ter resultado

nos valores simétricos de deslocamentos verticais lidos pelos transdutores posicionados nas direções avaliadas.

As lajes LR-A e LF2-A apresentaram deslocamentos distintos nas direções avaliadas. Comparando os valores lidos pelos LVDTs T12-T14 e T13-T15, no momento da ruptura dessas lajes, observa-se diferenças de 9,68% e 4,83%, respectivamente, entre esses transdutores para a laje LR-A. Os valores obtidos para a laje LF2-A diferiram-se 10,12% para T12-T14 e 13,16% para T13-T15.

Na Figura 5.17, nota-se que as leituras feitas nas lajes com uma abertura pelos transdutores T12 e T13 foram superiores aos deslocamentos computados na direção onde foram posicionados os LVDTs 14 e 15. Desde os primeiros instantes de carregamento, não houve simetria de deslocamentos nas direções avaliadas para as lajes dessa série.

A Figura 5.18 apresenta, graficamente, os valores de deslocamentos verticais no centro das lajes.

Todas as lajes apresentaram deslocamentos máximos inferiores aos das lajes sem aberturas (Série 1), com exceção da laje LF1-C, que apresentou deslocamento cerca de 1,39% maior à da laje LR-C (maior deslocamento entre as lajes de referência).

A mudança de inclinação observadas nos gráficos da Figura 5.18 é ocasionada devido ao surgimento das primeiras fissuras no concreto. Como visto na Tabela 5.5, as primeiras fissuras radiais surgiram com nível de carga de 75 kN para as lajes da Série 1 e 2 (exceto para a laje LR- A, cujas primeiras fissuras foram observadas a partir de 100 kN). Para as lajes com duas aberturas, as primeiras fissuras radiais surgirama partir d carga de 50 kN.

A laje LF2-A apresentou o menor deslocamento vertical com valor de 8,77 mm. Com base nos resultados de flechas máximas (δu) obtidos, todas as lajes podem ser consideradas como menos rígidas às lajes sem aberturas (exceto LF1-C).

Os valores de deslocamento central das lajes para diferentes níveis de carregamento são demostrados na Tabela 5.6. Observa-se que as lajes das Séries 2 e 3 apresentaram um comportamento menos rígido quando comparadas com LR-B, pois para os mesmos níveis de carga apresentaram deslocamentos verticais menores. A laje LF1-B nos níveis de carga 150 kN e 175 kN apresentou deslocamentos verticais superiores à LR-B nestes mesmos níveis.

Tabela 5.6 - Flechas centrais em diferentes estágios de carga

Grupo Laje Deslocamento vertical central (mm) δu (mm) 50 kN 75 kN 100 kN 125 kN 150 kN 175 kN 1 LR-A 0,17 0,76 2,04 3,67 5,33 7,04 13,47 LR-B 0,71 1,94 3,69 5,44 7,23 9,12 13,31 LR-C 0,39 0,92 2,06 3,60 5,33 6,98 13,67 2 LF1-A 0,72 1,40 2,72 4,65 6,39 8,26 9,70 LF1-B 0,50 0,98 2,85 5,47 7,77 10,56 12,36 LF1-C 0,58 1,33 2,91 4,59 6,46 8,42 13,86 3 LF2-A 0,25 0,83 2,04 3,93 5,62 7,32 8,77 LF2-B 0,73 1,30 2,45 3,94 5,70 7,45 11,11 LF2-C 0,71 1,44 3,02 4,84 6,51 8,51 10,41

Para se avaliar com maior precisão a redução da resistência à punção devido à presença das aberturas nas lajes, efetuou-se uma normalização da carga de rupture (Vexp) em função das seguintes variáveis: altura útil (d), resistência à compressão do concreto (fc) e perímetro de controle (u) distante 2d das faces do pilar e determinado de acordo com a ABNT NBR 6118 (2004). Esse mesmo procedimento foi empregado nos estudos realizados por Harajli,

Maalouf e Khatib (1995) e Muttoni (2008). A Figura 5.19 apresenta os resultados obtidos na análise.

Figura 5.19 - Normalização da carga de ruptura dos modelos ensaiados

A partir da Figura 5.19 é possível constatar que os valores normalizados da carga de ruptura das lajes tendem a aumentar, principalmente, com a redução do perímetro crítico. Comparando-se os valores médios da relação Vexp./(u.d.√fc) das lajes da Série 1 e 3, verifica-se que uma redução de 30,36% do perímetro crítico devido à presença de duas aberturas nas lajes, acarretou em um aumento 22,38% dessa relação. Esse aumento, também, foi influenciado por uma redução de 15,38% da resistência do concreto à compressão das lajes com duas aberturas.

Esse mesmo comportamento não ocorreu para todas as lajes da Série 2. Apenas a laje LF1-C apresentou valores 4,14%, 18,04% e 2,28% superiores às cargas de ruptura normalizadas das lajes LR-A, LR-B e LR-C, respectivamente.

Calculando-se as áreas sob as curvas “Carga versus Deslocamento vertical no centro da laje” contidas na Figura 5.18 foi possível determinar a capacidade de dissipação de energia das lajes (Figura 5.20).

A partir da Figura 5.20, observa-se que a capacidade de dissipação de energia é reduzida com a presença de aberturas na laje de tal forma que as lajes da Série 1 foram em média 1,30 vezes maior que as lajes da Série 2 e 1,58 vezes maior que as lajes com duas aberturas.

Figura 5.20 - Capacidade de dissipação de energia das lajes

A Figura 5.21 apresenta as rotações finais das lajes ensaiadas, como também as rotações resultantes para o nível de carga igual a 150 kN.

Figura 5.21 - Rotações finais das lajes (a) e Rotações das lajes ensaiadas para o nível de carga igual a 150 kN (b)

As lajes com aberturas apresentaram rotações finais menores que das lajes da Série 1, com exceção da laje LF1-C, a qual apresentou rotação igual a 153,98 x 10-4 rad. Isso pode ser explicado pelo valor da altura útil dessa laje ter sido superior aos das lajes de referência.

Comparando-se as rotações para um mesmo nível de carregamento (150 kN), constata-se que as lajes com aberturas apresentaram rotações superiores às lajes de referência. A laje LR-B, no entanto, apresentou rotação para esse nível de carga superior às lajes com duas aberturas e às lajes LF1-B e LF1-C.