Os ensaios de caracterização das lajes alveolares têm como objeto validar a sua capacidade de carga. Segundo Van Acker (2007), quando iniciou-se a produção de lajes alveorales foi desenvolvimento inicialmente o método produtivo e posterior pesquisa relacionadas ao dimensionamento. Por essa razão na década de 80 na Europa intensificou a padranização dos ensaios.
Os critérios normativos para os ensaios das laje alveolares serão os mesmos considerados para as lajes alveolares moldadas por fôrma fixa.
4.1. ENSAIOS PARA LAJES ALVEOLARES BIAPOIADAS
Os ensaios em lajes simplesmente apoiadas devem ser realizados de acordo com normas especificas. Com base no trabalho de COSTA (2009), são descritos os seguintes ensaios:
Ensaio de força cortante; Ensaio de flexão;
Ensaio com interação de força cortante e flexão.
COSTA (2009) descreve também procedimentos e medidas que devem ser tomados antes dos ensaios. São eles:
Medidas preliminares. Efetuar medidas de geometria da seção transversal do elemento a ser ensaiado, tais como afundamento junto à face externa da cordoalha, dimensões dos alvéolos e etc... Além disso, anotar também alguma eventual imperfeição existente na peça, através de uma inspeção visual;
Registro dos ensaios. Identificação da laje alveolar e marcação da instrumentação utilizada;
Velocidade de aplicação do carregamento. De acordo com a FIP (1992) o carregamento deverá ser aplicado a uma taxa de 50 kN por minuto. Já a EN 1168:2008 recomenda aplicação de 10% da carga última por minuto;
Condições de apoio. O apoio não poderá ter nenhuma obstrução ao deslocamento horizontal, para não introduzir esforços adicionais no elemento ensaiado.
4.1.1. ENSAIO DE RESISTÊNCIA A FORÇA CORTANTE
Para avaliar a resistência das lajes ao cisalhamento, pode-se utilizar o ensaio padrão presente no manual da FIP (1992) e na norma europeia EN 1168:2005.
De acordo com CATOIA (2011), a resistência das lajes alveolares ao cisalhamento está totalmente relacionada com a resistência à tração do concreto, uma vez que esse tipo de laje não possui qualquer armadura transversal. Além disso, a resistência ao corte também é diretamente influenciada pela forma geométrica dos alvéolos, pela dosagem do concreto e pelo processo de produção. A resistência do concreto a tração é difícil de ser determinada a partir dos métodos tradicionais, e a influência da forma da seção transversal e do método de fabricação não pode ser determinada diretamente.
Os pontos apresentados anteriormente podem ser melhorados para as lajes alveolares moldadas por fôrma fixa, pois, o processo de produção permite o posicionamento de armaduras complementares além das cordoalhas. O concreto apresenta uma relação água/cimento maior e com isso a sua resistência a tração pode ser mais elevada se comparado com um concreto mais seco. Para a determinação das resistências a tração e compressão do concreto podem ser utilizados os métodos convencionais, pois é possível a moldagens de corpos-de-prova. A utilização do EPS permite modelagens diferentes dos alvéolos para cada situação de projeto, consequentemente a laje alveolar moldada por fôrma fixa apresenta a característica de ser mais versátil.
A peça a ser ensaiada deve ser um elemento de largura real, com o vão de 4m ou 15h (h = altura da laje), prevalecendo a maior. A Figura 4-1 mostra um desenho esquemático do ensaio de força cortante. O ponto de aplicação de carga deverá ser o maior valor entre 2,5h, sendo h a altura da laje ou 600mm.
Figura 4-1: Desenho esquemático do ensaio de força cortante
[Fonte: próprio autor]
A transferência da força para a laje é realizada a partir de uma viga rígida metálica [(Figura 4-2 a) e b)]. Esta viga deve possuir uma altura mínima de 150 mm, mas é indicado o uso de 250 mm no caso de ser utilizado um macaco hidráulico. Deverá haver, ao longo de toda a largura, uma distribuição uniforme de forças. O apoio mais próximo do ponto de aplicação da força deve ser móvel, de forma que nenhuma força axial seja gerada pela rotação do elemento de apoio. Entre o elemento e a viga de apoio, um material para a distribuição de força com 10 mm de madeira compensada ou neoprene ou uma faixa de argamassa ou gesso podem ser aplicadas. Esse material deve compensar as irregularidades da superfície da laje e alguma eventual curvatura do elemento na direção transversal [(Figura 4-2 c)].
Figura 4-2: Possibilidades de arranjos para ensaio de força cortante em laje alveolar
a) uma linha de força
c) detalha de apoio em a) e b). [Fonte: EN 1168:2005 – Figura J.1]
4.1.2. ENSAIO À FLEXÃO
O objetivo deste ensaio é obter informações sobre a força de protensão e a resistência do concreto à tração na flexão. O ensaio pode ser feito, de acordo com o manual FIP (1992), com a parte remanescente de peça utilizada no ensaio de força cortante. Quando se usa a mesma peça para ensaio à flexão e a força cortante, procura-se descartar a região já ensaiada (a força cortante).
De acordo com a FIP (1992), é recomendado um ensaio de flexão padrão, que é realizado com uma laje de vão equivalente a 3 m, sendo a força aplicada no meio do vão, conforme apresentado na Figura 4-3.
Figura 4-3: Ensaio para a determinação da resistência do concreto a tração na flexão e da tensão de protensão do aço
[Fonte: adaptado de CATOIA (2011)]
Durante o ensaio, a força deve ser aumentada até ocorrer fissuras por flexão. A partir daí a laje é descarregada e carregada novamente. Assim, quando o momento de descompressão (M0) for atingido, as fissuras abrirão novamente. Por meio do momento de
fissuração (Mr), é possível obter a resistência à tração na flexão (fctf) e a tensão de protensão no
A Figura 4-4 mostra um esquema representativo de um ensaio de laje alveolar à flexão.
Figura 4-4: Desenho esquemático do ensaio à flexão
[Fonte: próprio autor]
4.2. AVALIAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS À TRAÇÃO E O
MÓDULO DE ELASTICIDADE
Através dos resultados obtidos dos ensaios de flexão e força cortante é possível determinar os valores de resistência à tração e do módulo de elasticidade da peça. Isto pode ser feito através das fórmulas e de modelos de cálculos já definidos.
As lajes alveolares moldadas por fôrma fixa possibilita a extração de corpo-de- prova conforme apresentado no Capítulo 5, para a realização de ensaios para caracterizar o concreto quanto a resistência a tração e quanto a obtenção do módulo de elasticidade.
4.2.1. AVALIÇÃO DA fctm A PARTIR DO MOMENTO DE