Vigas mistas com painéis de CCA

As Figuras 5.12 a 5.31 apresentam os resultados dos ensaios dos modelos de vigas mistas com painéis de CCA.

a) Viga CCA 01 (Tipo I)

Figura 5.12 – Carga x Flecha no meio do vão, modelo Viga CCA 01, Tipo I

Figura 5.14 – Momento x deformações na seção central (valores médios), modelo Viga CCA 01, Tipo I

Figura 5.15 – Momento x deslocamento dos relógios comparadores (valores médios), modelo Viga CCA 01, Tipo I

Figura 5.16 – Deformações na seção transversal do concreto e do aço, no meio do vão (valores médios), modelo Viga CCA 01, Tipo I

b) Viga CCA 02 (Tipo I)

Figura 5.17 – Carga x flecha no meio do vão, modelo Viga CCA 02, Tipo I

Figura 5.19 – Momento x deformações na seção central (valores médios), modelo Viga CCA 02, Tipo I

Figura 5.20 – Momento x deslocamento dos relógios comparadores (valores médios), modelo Viga CCA 02, Tipo I

Figura 5.21 – Deformações na seção transversal do concreto e do aço, no meio do vão (valores médios), modelo Viga CCA 02, Tipo I

c) Viga CCA 03 (Tipo II)

Figura 5.22 – Carga x flecha no meio do vão, modelo Viga CCA 03, Tipo II

Figura 5.24 – Momento x deformações na seção central (valores médios), modelo Viga CCA 03, Tipo II

Figura 5.25 – Momento x deslocamento dos relógios comparadores (valores médios), modelo Viga CCA 03, Tipo II

Figura 5.26 – Deformações na seção transversal do concreto e do aço, no meio do vão (valores médios), modelo Viga CCA 03, Tipo II

d) Viga CCA 04 (Tipo II)

Figura 5.27 – Carga x flecha no meio do vão, modelo Viga CCA 04, Tipo II

Figura 5.29 – Momento x deformações na seção central (valores médios), modelo Viga CCA 04, Tipo II

Figura 5.30 – Momento x deslocamento dos relógios comparadores (valores médios), modelo Viga CCA 04, Tipo II

Figura 5.31 – Deformações na seção transversal do concreto e do aço, no meio do vão (valores médios), modelo Viga CCA 04, Tipo II

e) Análise dos resultados

As Figuras 5.32 e 5.33 apresentam graficamente uma comparação entre os resultados obtidos nos ensaios dos quatro modelos de viga mista com painéis de CCA.

Figura 5.32 – Carga x flecha no meio do vão, Tipos I e II juntos

Comparando entre si os resultados apresentados pelos modelos com o mesmo número de conectores (vigas CCA 01 e CCA02, com 7 conectores em meio vão; vigas CCA 03 e CCA 04, com 12 conectores em meio vão), pode-se verificar nas Figuras 5.32 e 5.33 que há uma grande similaridade entre os correspondentes comportamentos experimentais dos modelos iguais entre si, principalmente no que diz respeito às Vigas CCA 01 e CCA 02 (Tipo I).

Quanto ao ensaio da Viga CCA 01, seu carregamento foi paralisado prematuramente - antes de ser atingida a carga de colapso propriamente dita – para se evitar danos à montagem, uma vez que, para a carga máxima imposta, o rolete de um dos apoios encontrava-se na iminência de perder contato com placa metálica de apoio no bloco de concreto.

Comparando-se as cargas máximas alcançadas em todos os ensaios, verifica-se que as Vigas CCA 03 e CCA 04 (Tipo II) apresentaram cargas de colapso maiores que as das demais vigas, o que é de certa forma justificado pela presença de um número maior de conectores em meio vão. A diferença entre os resultados das Vigas CCA 03 e CCA 04 pode ser explicada parcialmente pela considerável variação observada na qualidade do concreto empregado no capeamento dos painéis de CCA da Viga 04 (Figura 5.34). Esta qualidade diz respeito principalmente às irregularidades dimensionais e problemas verificados por falta de vibração do concreto quando da fabricação dos modelos. Conforme Tabela A.1 do Anexo A, houve também uma grande variação na espessura da laje de concreto ao longo do comprimento de um mesmo modelo e também entre modelos, o que prejudicou uma melhor interpretação e comparação dos dados.

Figura 5.34 – Qualidade do concreto moldado sobre painéis de CCA, modelo Viga CCA 04

Na Figura 5.34 observa-se também um detalhe do apoio no modelo do sistema de aplicação de carga. Para a Viga CCA 01, as cargas em linha foram aplicadas sobre toda a largura da laje. Verificou-se que este tipo de aplicação de carga poderia estar comprometendo o ensaio, precipitando o estado limite último (E.L.U.) caracterizado pela abertura de fissura longitudinal na face superior da laje de concreto. Passou-se então a aplicar o carregamento somente na faixa da laje que estava apoiada sobre a mesa da viga. Com esta mudança observou-se que os modelos atingiram seu colapso para cargas mais elevadas, sem a ocorrência da fissura longitudinal observada na Viga CCA 01.

As Figuras 5.15, 5.20, 5.25 e 5.30 apresentam as relações carga versus deslizamento relativo entre o perfil de aço e a laje de concreto nas extremidades das vigas (end-slip), sendo apresentadas as médias das medidas lidas nos RC´s de cada extremidade.Para as lajes mistas com forma de aço incorporada, em serviço assume-se para o end slip o valor máximo de 0,5 mm (EN-1994-1-1 (2004)). No colapso, adota-se o valor de 1,5 mm.

Considerando a carga de serviço relacionada com o deslocamento limite recomendado pela ABNT NBR 14762 (2001) (flecha máxima no meio do vão ≤ L/300 = 13,3 mm, sendo L=4000 mm o vão teórico entre apoios), determina-se para as Vigas CCA 01 e

CCA 02 (Tipo I) o momento de serviço igual a 63,3 kN.m e para as Vigas CCA 03 e CCA 04 (Tipo II) os momentos de serviço iguais a 82,2 kN.m e 75,5 kN.m, respectivamente.

Sendo possível uma analogia com o comportamento das lajes mistas, vê-se que apenas a Viga CCA 01 atingiu o end-slip de 0,5mm para um momento menor que o de serviço. Quanto ao deslizamento na fase de colapso, e considerando um valor médio dos deslizamentos das duas extremidades de cada viga, verifica-se que apenas a Viga CCA 04 atingiu valores superiores a 1,5 mm.

Considerando-se o valor de 373,6 MPa para a resistência ao escoamento do aço dos perfis, fy exp, determinado via ensaio de tração em corpos de prova, conforme descrito no

item 4.1, e adotado E = 205000 MPa, pode-se obter para a respectiva deformação específica no escoamento, εy exp, o valor de 1820x10-6. Observando as Figuras 5.14,

5.19, 5.24 e 5.29, que apresentam as relações momento versus deformações na seção central do modelo (em valores médios), pode-se verificar que, tanto na mesa inferior quanto à meia-altura da alma de todos os modelos de viga, foram medidas deformações específicas maiores que εy exp. Para a Viga CCA 03, verificou-se que toda a seção central

do perfil atingiu o regime de escoamento do aço, já que a região superior da alma, próxima da dobra da mesa superior, também atingiu εy exp (interação total).

As Figuras 5.16, 5.21, 5.26 e 5.31 apresentam esquemas que sugerem a distribuição das deformações medidas na seção central das vigas ensaiadas, incluindo as da face superior da laje de concreto, para valores correspondentes à metade da carga de colapso e ao valor da carga de colapso. Notamos nessas figuras as deformações ao longo da altura do perfil metálico e a deformação máxima medida na face superior da laje de concreto, que não superou 1000 x 10-6.

A partir das verificações anteriormente apresentadas, pode-se inferir que o colapso de todas as vigas com painéis CCA foi caracterizado pelo escoamento da seção central do perfil metálico, situando a linha neutra da seção mista na região dos painéis de CCA.

A Tabela 5.2 apresenta os valores experimentais dos momentos de serviço e momentos de colapso de todas as vigas mistas com painéis de CCA.

Tabela 5.2 – Momentos experimentais de serviço e de colapso das vigas mistas com painéis de CCA.

Modelo de viga mista com painéis de CCA Momento experimental de serviço (kN.m) * Momento experimental de colapso (kN.m) Viga 01 63,3 96,93 Viga 02 63,3 107,93 Viga 03 82,2 124,98 Viga 04 75,5 116,86

* momento associado à flecha L/300