e consistiu em uma análise experimental da ligação pilar-fundação por meio de cálice em que a profundidade de embutimento foi reduzida em relação aos valores recomendados pela Norma ABNT NBR 9062:2006, apresentados na Tabela 2.1.
Considerando a carência de resultados experimentais e a necessidade de se avaliar a influência do comprimento de embutimento no comportamento da ligação, esse trabalho contribuiu com dados referentes ao funcionamento do cálice. Foram analisadas as armaduras do colarinho, a rugosidade da ligação, o desenvolvimento de fissuras e a capacidade resistente de cada modelo ensaiado devido à redução da profundidade de embutimento.
Através de uma revisão dos principais modelos da literatura a respeito dessa ligação, Jaguaribe Jr. (2005) elaborou uma planilha comparativa que apresenta os diferentes métodos de dimensionamento da ligação com suas recomendações.
3.2.1 Investigação experimental
No programa experimental, foram ensaiados dois modelos físicos em escala 1:1, submetidos a força normal com grande excentricidade. Um modelo físico continha interface lisa e outro com interface rugosa. Nos dois modelos, a adesão foi impedida para melhor representar a situação de projeto.
As propriedades geométricas dos modelos físicos e dimensionamento das armaduras do colarinho foram determinadas segundo as recomendações de Leonhardt & Mönnig (1978), ABNT NBR 9062:2006 e El Debs (2000), porém foram adotados comprimentos de embutimento menores, podendo com isso avaliar o comportamento de transferência das ações do pilar para as paredes do colarinho.
Os valores de comprimento de embutimento adotados foram de 1,6⋅h e 1,2⋅h para cálices com interface lisa e rugosa, respectivamente. Vale lembrar que os valores de comprimentos de embutimento recomendados pela Norma Brasileira são de 2,0⋅h e 1,6⋅h para cálices com interface lisa e rugosa, respectivamente. No modelo rugoso as chaves de cisalhamento empregadas foi a recomendada pela ABNT NBR 9062:2006.
3.2.2 Resultados experimentais e análise
Após realização dos ensaios, Jaguaribe Jr. (2005) constatou que, mesmo com uma profundidade de embutimento inferior que a recomendada pela Norma Brasileira, o modelo com interface rugosa teve maior capacidade resistente em relação ao modelo com interface lisa. Foi verificado também no modelo liso separação e deslizamento entre a junta e os elementos na região de embutimento no decorrer do ensaio.
Quanto ao comportamento da parede transversal frontal 1 para o cálice com interface lisa, nota-se que o ramo externo da armadura foi mais solicitado e chegou próximo ao escoamento, enquanto que o ramo interno foi pouco solicitado, apontando um modelo de projeto que considere uma flexo-tração dessa parede. Este mesmo comportamento foi verificado nos estudos de Canha (2004). Já no cálice com interface rugosa, as armaduras horizontais dessa parede não foram muito solicitadas.
No modelo rugoso, o topo da parede transversal posterior 2 foi submetida a elevados esforços de flexo-tração, enquanto para o modelo com interface lisa as armaduras horizontais não foram totalmente solicitadas e os deslocamentos pouco consideráveis, concluindo assim que para os modelos lisos, os esforços por flexão na parede transversal posterior 2 são pequenos. Os deslocamentos na parede transversal 2 do modelo rugoso foram bem mais significativos, devido ao travamento das chaves de cisalhamento.
Quanto às armaduras verticais, no cálice com interface lisa, concluiu-se que as armaduras verticais da parede transversal 2 contribuíram na resistência da ligação e que as armaduras verticais das paredes longitudinais não foram solicitadas até a perda da adesão. No cálice com interface rugosa, a armadura vertical principal foi muito solicitada atingindo a plastificação.
No modelo de cálice com interface lisa, foi verificada a transferência de esforços primeiramente para as armaduras verticais da parede transversal 2. Após a ruptura completa da adesão, em que o pilar sofreu um deslizamento, é que ocorreu a transmissão da pressão
sup
H por flexo-tração da parede transversal 1, acionando a armadura As,hpt que por sua vez transferiu a parcela restante dos esforços para as paredes longitudinais 3 e 4.
Nota-se que o mecanismo observado não segue o recomendado por Leonhardt & Mönnig (1978), em que as armaduras verticais e horizontais deveriam ser solicitadas simultaneamente e desde o início do carregamento, com os esforços oriundos da resultante de pressão Hsup absorvidos pela armadura As,hpt, seguindo para a armadura As,hpl e desta para a armadura As,vp com as paredes longitudinais funcionando como consolo.
Antes da perda da adesão no modelo liso, o único mecanismo resistente da ligação eram as armaduras verticais localizadas na parede transversal 2 e a adesão entre a junta e os elementos. Após o rompimento da adesão é que as armaduras horizontais foram solicitadas, diferentemente do que aconteceu nos modelos ensaiados por Canha (2004).
No modelo de cálice com interface rugosa, as armaduras verticais da parede transversal posterior 2 e as mais tracionadas das paredes longitudinais 3 e 4 foram efetivamente solicitadas. As armaduras horizontais foram pouco solicitadas em relação às verticais que plastificaram. Apesar desse comportamento rígido, esse modelo não pode ser dimensionado considerando a transferência total dos esforços atuantes no pilar para o cálice, pois a capacidade resistente foi menor que o calculado pelo modelo da teoria e flexão (ligação monolítica).
3.2.3 Estudo comparativo
Como o principal objetivo do trabalho desenvolvido por Jaguaribe Jr. (2005) foi analisar o comportamento da ligação pilar-fundação por meio de cálice com profundidade de embutimento inferiores aos recomendados pela Norma Brasileira, foi realizada uma análise comparativa entre os modelos ensaiados nesta pesquisa (IL-4 e IR-3) com os ensaiados por Canha (2004). Os modelos ensaiados por Canha (2004) (IL-1, IL-2, IL-3, IR-1 e IR-2) seguiram as indicações da norma para determinação da profundidade de embutimento.
Na Tabela 3.1, é apresentada a resistência experimental alcançada por esses modelos, indicando a força normal e o momento último alcançado pelos modelos. Nota-se pelos resultados que os modelos com menores comprimentos de embutimento tiveram menor resistência do que aqueles com profundidade de embutimento indicado pela ABNT NBR 9062:2006, ou seja, os modelos ensaiados na pesquisa de Canha (2004). Na Figura 3.7, um gráfico apresenta uma comparação da capacidade resistente de todos os modelos.
Tabela 3.1 – Resistência experimental dos modelos com interface lisa e rugosa (JAGUARIBE JR. (2005))
Modelos Excentricidade e (m) Força normal última (kN) Momento último (kN.m)
IL-1 1,85 241 446 IL-2 1,85 203 376 IL-3 1,20 336 403 IL-4 1,20 275 330 IR-1 1,20 448 538 IR-2 1,20 469 563 IR-3 1,20 360 432
Figura 3.7 – Capacidade resistente dos modelos físicos (JAGUARIBE JR. (2005))
O modelo IL-1 foi o que obteve a maior força normal última e momento último entre os modelos com interface lisa por possuir adesão nas interfaces contribuindo com a resistência. Os modelos IL-2 e IL-3 tiveram capacidades resistentes próximas entre si e podem ser calculados pelo modelo proposto por Canha (2004) para cálice liso. Já o modelo IL-4 teve resistência inferior aos demais, isso é explicado pelo fato desse modelo possuir um comprimento de embutimento inferior em relação aos outros. Teoricamente, todos os modelos deveriam possuir resistências próximas, pois a diminuição da altura de embutimento do modelo IL-4 foi compensada pelo acréscimo de armadura horizontal de acordo com o modelo teórico de Leonhardt & Mönnig (1978). Isso comprova que este modelo não representa bem o comportamento de cálices com comprimentos de embutimento inferiores aos recomendados pela ABNT NBR 9062:2006.
Nos modelos rugosos, com chaves de cisalhamento, o comportamento foi muito próximo ao de uma ligação monolítica. A resistência dos modelos IR-1 e IR-2 foram praticamente iguais, enquanto que o modelo IR-3 com comprimento de embutimento reduzido teve uma menor resistência. A determinação da resistência dos modelos pela teoria da flexão se aproximou da resistência experimental dos modelos IR-1 e IR-2, ao contrário do que se verifica no modelo IR-3.
Com a finalidade de observar qual modelo de projeto da literatura mais se aproximava da resistência última experimental e analisar a capacidade dos modelos que tinham profundidade de embutimento inferiores as recomendadas pela ABNT NBR 9062:2006, foram aplicados alguns modelos de projeto nos modelos físicos estudados. Em resumo, Jaguaribe Jr. (2005) afirma que o modelo IL-4 não foi bem representado pelos modelos da literatura, sendo que a maioria superestima a capacidade resistente do modelo físico. No caso do modelo IR-3, ao contrário dos outros, o modelo da teoria da flexão resultou num valor contra a segurança, mostrando que para cálices com comprimentos de embutimento inferiores a 1,60⋅h, esta teoria não se aplica.
3.2.4 Recomendações finais
A seguir, seguem as recomendações finais apresentadas em Jaguaribe Jr. (2005): a) Com a redução do comprimento de embutimento para cálice com interface lisa do
valor de 2,00⋅h para 1,60⋅h, a capacidade resistente da ligação diminuiu em média %
15 , mesmo com um aumento da armadura horizontal em 33 . Isto comprova a % importância de se obter um modelo de cálculo que se aproxime da capacidade da ligação para cálice com comprimento de embutimento reduzido;
b) Entre os modelos com comprimentos de embutimento iguais, porém com interfaces diferentes observa-se um aumento da resistência determinada experimentalmente em média de 67 quando se utiliza chaves de cisalhamento na interface entre os % elementos. Como os modelos físicos possuem a mesma quantidade de armadura, comprova-se que a utilização de chaves de cisalhamento aumenta a capacidade resistente da ligação;
c) Com a redução do comprimento de embutimento para cálice com interface rugosa do valor de 1,60⋅h para 1,20⋅h a capacidade resistente da ligação diminui em média
%