Linha de Pesquisa: Estruturas de Concreto e de Alvenaria.
1 Doutorando em Engenharia de Estruturas - EESC-USP, montedor@sc.usp.br
2 Professor do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP, libanio@sc.usp.br
3 Professor do Departamento de Engenharia Civil - DECiv-UFSCar, marceloaferreira@uol.com.br
Luciano Carlos Montedor; Libânio Miranda Pinheiro & Marcelo de Araújo Ferreira 42
1 INTRODUÇÃO
Lajes alveolares protendidas (PACPs) são elementos pré-moldados comumente utilizados em tabuleiros de edifícios. Os alvéolos (núcleos) reduzem o peso da estrutura e, em combinação com a protensão, são capazes de cobrir grandes vãos. São especialmente projetados para resistir ao cisalhamento e ao momento fletor. Entretanto, existem muitas aplicações em que esses elementos estão também sujeitos a esforços de torção, como pisos com aberturas e pisos com extremidades inclinadas significantes [BROO, H.; LUNDGREN, K. & ENGSTRÖM, B. (2004)].
Na prática, eles são ligados entre si por juntas longitudinais, que são grauteadas no próprio local. A força é transversalmente distribuída entre os elementos por meio de chaves de cisalhamento, nas juntas longitudinais (STANTON, 1992).
O painel alveolar possui grande flexibilidade de utilização, de modo que ele é aplicável aos principais tipos de sistemas construtivos, tais como: alvenaria, concreto e metal (FIP, 1992). No entanto, não existe a adoção sistemática de métodos analíticos para determinação de procedimentos de projeto, como puncionamento, cisalhamento e torção, que são parâmetros cuja consideração é essencial para que os pisos compostos por esses elementos tenham melhor desempenho. Sendo assim, justifica-se a pesquisa por meio de ensaios de cisalhamento em PACPs, no sentido de que não existe padronização desses procedimentos técnicos, e a pesquisa foca em aprofundar o entendimento relacionado a esses elementos, no sentido de fornecer, de algum modo, parâmetros para novas pesquisas no assunto.
2 METODOLOGIA
Para atingir os objetivos propostos neste projeto, adotou-se a seguinte metodologia:
a) Revisão bibliográfica: nesta etapa tem-se coletado o máximo de informações, com relação aos elementos de lajes alveolares, a partir da utilização de recursos como: acervo da Biblioteca Central da Escola de Engenharia de São Carlos – USP; acervo da biblioteca do Sistema Integrado de Bibliotecas – SIBI – USP;
acesso à rede Internet, para outras pesquisas e para comunicação com orientadores e pesquisadores do assunto.
b) Experimentação física: toda a investigação experimental tem sido realizada na CASSOL PREFABRICADOS, unidade Curitiba – PR, pelo autor do projeto auxiliado por uma equipe de quatro funcionários daquela empresa.
c) Avaliação dos resultados obtidos de forma experimental e comparação desses resultados com aqueles presentes na bibliografia internacional (etapa em que o trabalho se encontra).
d) Efetuar modelos numéricos para a análise do comportamento dos elementos de lajes alveolares, confrontando com os resultados dos ensaios, para servir de parâmetro para futuros ensaios. Se a análise numérica apresentar resultados próximos daqueles obtidos pela experimentação física, pode-se dizer que há consistência entre a análise numérica e os resultados experimentais. Dessa forma, pode ser utilizada como ferramenta para a balização de projeto e análise estrutural.
Ensaios de cisalhamento em lajes alveolares
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 8, n. 32, p. 41-44, 2006 43
3 DESENVOLVIMENTO
Até esta etapa foram realizados apenas alguns ensaios de apoio padrão, nome dado ao ensaio realizado para a avaliação do comportamento ao cisalhamento em PACPs (FIP, 1992), em lajes sem capa, de altura 20 cm, com carga aplicada a uma distância 2,5h do apoio, onde h corresponde à altura do PACP. O sistema de aplicação de força é mostrado na Figura 1.
a) Pórtico para aplicação de força b) Leitura dos resultados (transdutores) Figura 1 – Sistemas de aplicação de força e de leitura de resultados.
4 RESULTADOS OBTIDOS
Na Figura 2, podem ser observados alguns dos resultados dos ensaios de apoio padrão, realizados até a elaboração deste artigo. O termo “peças sem capa corrigido” é utilizado para destacar que foi realizada a correção dos valores iniciais, a qual deve ser efetuada em função da movimentação inicial do pórtico até a carga de 18,5 kN. Na Figura 3 são apresentadas as possíveis configurações de fissuras, neste tipo de ensaio.
Figura 2 – Resultados dos ensaios de apoio padrão.
Luciano Carlos Montedor; Libânio Miranda Pinheiro & Marcelo de Araújo Ferreira 44
a) Fissuração por cisalhamento b) Fissuração por flexão Figura 3 – Possíveis configurações de fissuras.
5 CONCLUSÕES PARCIAIS
Com relação à Figura 2, nota-se uma discrepância dos valores de força máxima obtidos em cada ensaio de apoio padrão, oscilando entre 90 e 150 kN.
Porém, o comportamento pós-ruptura é bastante semelhante em todos os casos.
O ensaio pode apresentar dois tipos de ruptura, quando da aplicação da força:
ruptura por cisalhamento do concreto, com fissuras inclinadas (Figura 3a) e por flexão ou por escorregamento dos cabos, com fissura vertical (Figura 3b). Isso se deve à distância da força em relação ao apoio, que no caso dos PACPs é de 2,5h.
Propõe-se, para as próximas etapas, a realização dos ensaios com aplicação da força em outras posições (mais próximas do apoio), para melhor avaliação do mecanismo de cisalhamento dessas lajes, bem como ensaios de lajes com capa.
6 AGRADECIMENTOS
À CAPES e ao CNPq, pelas bolsas de doutorado e de pesquisador, respectivamente; à CASSOL PRÉFABRICADOS, pela realização e pelo custeio dos ensaios; ao aluno de Mestrado em Construção Civil do DECiv/UFSCar, Neiton Santos Fernandes, pela ajuda na realização dos ensaios e na avaliação dos resultados.
7 REFERÊNCIAS
BROO, H.; LUNDGREN, K.; ENGSTRÖM, B. (2004). Shear and torsion in prestressed hollow core units: Finite element analyses of full scale tests. Submitted to Structural Concrete.
ELLIOTT, K. S. (2001). Precast concrete structures. Oxford, Butterworth-Heinemann: Elsevier Science.
FÉDÉRATION INTERNATIONALE DE LA PRÉCONTRAINTE [FIP] (1992). Guide to good practice: quality assurance of hollow core slab. Published by Seto Ltd.
London/UK.
STANTON, J. F. (1992). Response of hollow-core slab floors for concentrated loads.
PCI Journal, v. 37, n. 4, p. 98-113.
ISSN 1809-5860
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 8, n. 32, p. 45-48, 2006