Serão apresentadas a seguir algumas das principais pesquisas nacionais relacionadas ao tema.
ARAÚJO (2011):
Em sua tese de doutorado o autor desenvolve um programa computacional para dimensionamento e verificação de lajes alveolares pré-tracionadas isostáticas e hiperestáticas considerando os estados limites (últimos e de serviço). Neste programa, é possível considerar os efeitos reológicos na interação aço-concreto por meio de funções de relaxação. Com isso, é permitido fazer uma avaliação das etapas de carregamento considerando as fases construtivas da obra.
Neste trabalho foram comparados resultados obtidos de análise numérica não linear, considerando a aderência entre armadura e concreto, com uma metodologia analítica de verificação da resistência à força cortante baseada na Modified
Compression Field Theory (MCFT) e nos conceitos de segurança do EUROCODE 2.
Para efeito de comparação, o autor reuni 129 ensaios experimentais de lajes alveolares obtidos em outras literaturas verificando bom desempenho dos processos analíticos utilizados. Segundo o autor, houve boa aderência dos resultados obtidos comparados aos modelos da norma canadense CSA A23.3:2004 e EUROCODE 2:2004, respectivamente.
CATÓIA (2011):
Neste trabalho, é apresentada uma análise teórico-experimental do comportamento de lajes mais comumente utilizadas no mercado brasileiro – caracterizadas por apresentarem alvéolos circulares, pequenas espessuras e elevados níveis de protensão – quanto ao cisalhamento em regiões previamente fissuradas por flexão.
Com uso das expressões presentes nos principais códigos normativos, mais especificamente, a norma Brasileira NBR6118:2003, o ACI-318:2008, o EUROCODE 2:2004 e a norma europeia EN1168:2005, é realizado um estudo analítico e comparado posteriormente com resultados experimentais extraídos de 96 protótipos de laje fabricadas por quatro empresas brasileiras, cujas espessuras variam de 15 a 26cm.
Das 96 lajes, 31 são ensaiadas a flexão e 65 ao cisalhamento sendo que parte das unidades é ensaiada sem capa, parte com capa e, por fim, alguns elementos são avaliados considerando o preenchimento de alvéolos. A maioria dos ensaios é feita conforme procedimento padrão CEB-FIB (1992), ou seja, considerando a carga aplicada a 2,5h da extremidade para ensaios de cisalhamento e a 5,0h (ou 1m da extremidade) para ensaios de flexão. Também são realizados alguns ensaios exploratórios a fim de avaliar a influência da variação do ponto de aplicação da força e do comprimento efetivo de apoio, além de avaliar a importância do tratamento da superfície de lajes quando da consideração da capa para melhoria do desempenho a flexão e cisalhamento.
Dentre as conclusões apresentadas pela autora, é destacado o fato de que para a tipologia de laje ensaiada (lajes pouco espessas e com alvéolos circulares), o mecanismo de ruptura que mais se adequa aos resultados é o de flexo-cortante, sendo que o modelo apresentado pela NBR6118:2003 é considerado adequado para uso em projetos. Também é mostrado através de um protótipo ensaiado com balanço de 1,0m na extremidade da aplicação da força, que eliminada a região de regularização da protensão, é possível aumentar expressivamente a capacidade ao cisalhamento. Neste caso os modelos de flexo-cortante apresentam resultados excessivamente conservadores.
Na maioria das lajes ensaiadas é possível constatar grande influência de um mecanismo resistente sobre o outro, seja flexão sobre cisalhamento ou vice-versa, o que pode ser observado pelas relações Vexp ∕ Vcal apresentadas.
Também é possível constatar a importância do tratamento adequado da superfície dos elementos pré-fabricados, na interface com a capa (para seção composta), e como a má execução da capa pode resultar em perda de capacidade resistente ao cisalhamento. Quando a capa apresenta boa aderência à laje pré- fabricada, há um ganho expressivo de capacidade resistente ao cisalhamento e à flexão. Assim como da execução da capa, é concluído que o preenchimento dos alvéolos para este tipo de laje pode, se bem executado, resultar em ganho significativo da capacidade resistente tanto ao cisalhamento quanto à flexão conforme resultados experimentais apresentados também neste trabalho.
FRANÇA (2012):
Nesta dissertação de mestrado é realizado um estudo experimental para lajes de 265mm de espessura com alvéolos circulares, considerando ou não o preenchimento de alvéolos e a contribuição da capa estrutural. Os resultados obtidos são comparados com aqueles encontrados por meio dos modelos presentes nas normas brasileiras (NBR6118:2003 e NBR14861:2011).
Os valores analíticos obtidos dos modelos normativos e comparados com os resultados experimentais realçaram um conservadorismo excessivo dos valores calculados com uso do modelo da NBR14861:2011 em relação à NBR6118:2011, para lajes de 265mm de espessura. A autora atribui essa disparidade ao uso indevido do coeficiente redutor “α” aplicado sobre a parcela de protensão (σcp) da equação, que por sua vez já estaria minorado com o fator “0,15” na mesma expressão.
MARQUESI (2014):
cujo mecanismo de ruptura é a tração diagonal. A esta relação o referido autor dá o nome de “coeficiente 𝛽” (Equação (2.27), e sugere a aplicação deste como um fator multiplicador global nas equações presentes no ACI-318:2011 e EUROCODE 2 (2004).
𝛽 = 𝜑 +ℎ𝑝𝑐− 𝑑ℎ 𝑝,𝑖 ≤ 1,0 (2.27)
Onde:
𝛽: coeficiente que considera indiretamente a redução de resistência a tração diagonal do elemento pelas tensões de cisalhamento oriundas da introdução de protensão;
𝜑: Fator de ajuste (0,5 para o EUROCODE 2 e 0,6 para o ACI-318);
ℎ𝑝𝑐: altura do ponto crítico, definida para esta proposta, como a menor distância da
borda inferior da laje até a menor largura da nervura (semelhante ao que propõe YANG (1994));
𝑑𝑝,𝑖: distância da borda inferior da laje até o centro geométrico das armaduras
longitudinais inferiores;
ℎ: altura total da laje sem capa.
Como sugestão para a norma brasileira, o autor sugere um ajuste no cálculo da parcela 𝜏𝑅𝑑 alterando o valor da constante de 0,25 para 0,19. Também sugere uma equação para o cálculo da cortante em região não fissurada por flexão, realçando a necessidade de um bom controle de qualidade de fábrica para a consideração deste modelo, haja vista a fragilidade deste mecanismo de ruptura. Abaixo segue a expressão sugerida pelo autor (as demais notações seguem o que está previsto na NBR14861:2011 – ver item 2.10):
𝑉𝑐𝑎𝑙𝑐 = 𝛽 ∙𝑏 ∙ 𝐼𝑆 𝑦 𝑦 ∙ √𝑓𝑐𝑡
2 + 𝛼 ∙ 𝜎
𝑐𝑝∙ 𝑓𝑐𝑡 ; 𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝛽 = 0,5 +ℎ𝑝𝑐− 𝑑ℎ 𝑝,𝑖 ≤ 1,0 (2.28)
O autor também avalia neste trabalho, mediante ensaios laboratoriais, a influência do comprimento de apoio na capacidade resistente ao cisalhamento e
recomenda que, sempre que possível, se utilize apoios maiores de modo que seja possível considerar uma maior parcela da força de protensão na região de introdução da carga. Nessa pesquisa também o autor conclui que o comprimento de transferência preconizado pela norma brasileira (60∅) é uma boa estimativa.