Estudo sobre Armadura Mínima de Cisalhamento de Lajes - Cogumelo de Concreto Armado

Resumo

Dando início a estudo que visa definir a armadura transversal mínima de lajes-cogumelo de concreto armado que, levando a uma superfície de ruptura por punção atravessando essa armadura, pode evitar uma ruptura brusca, foram testadas nove lajes de dimensões 1800 mm x 1800 mm x 130 mm. Suas principais variáveis foram o número de camadas de armadura de cisalhamento do tipo studs, a área dessa armadura em cada camada circunferencial e o diâmetro dos studs. Na tentativa da definição da armadura mínima de punção das lajes, utilizou-se o parâmetro , igual à força total da armadura transversal situada dentro de tronco de cone de ruptura delimitado pela fissura de cisalhamento dividida pela resistência à punção de laje semelhante sem armadura de cisalhamento. Os valores de das lajes variaram de 0,27 a 1,03 e ocorreu superfície de ruptura cruzando as camadas de studs quando foi menor que cerca de 0,70. Definiu-se o valor de igual a 0,6 como próximo daquele mínimo para lajes com altura efetiva igual a 90 mm e taxa de armadura de flexão de 1,38%. Para as lajes com valor de dessa ordem, em relação à laje sem armadura transversal, os acréscimos de resistência à punção e de rotação foram, respectivamente, cerca de 10% e 30%.

Palavras-chave: lajes-cogumelo, armadura transversal mínima, concreto armado

Abstractt

In a preliminary study that aims to define the minimum shear reinforcement of flat slabs that, leading to a punching shear failure surface that crosses that reinforcement, can avoid a sudden failure, nine slabs with 1800 mm x 1800 mm x 130 mm dimensions were tested. Their main variables were the number of shear reinforcement layers of the stud type, the cross-section area of that reinforcement on each circumferential layer and the diameter of the studs. In the attempt to define the minimum punching reinforcement of the slabs, a parameter , equal to the total force in the transverse reinforcement inside a truncated cone bounded by the shear crack divided by the punching strength of a similar slab without shear reinforcement, was used. The values of of the slabs varied between 0.27 and 1.03 and the punching failure surface crossed the shear reinforcement when was smaller than around 0.70. The value of equal to 0.6 was defined as close to the minimum for slabs with effective depth of 90 mm and flexure reinforcement ratio of 1.38%. In comparison with the slab with no shear reinforcement, slabs having of that order had a punching strength and rotation increase of about 10% and 30%, respectively.

Keywords: flat slabs, minimum shear reinforcement, reinforced concrete

1. Introdução

A utilização de lajes-cogumelo em estruturas de concreto tornou-se comum nos últimos anos, devido à redução de tempo de execução e custos, assim como à flexibilidade de utilização dos espaços construídos que ela proporciona.

Na região de ligação entre laje e pilar dessas lajes, verificam-se tensões que podem provocar ruptura das lajes por punção com carga inferior à de ruptura por flexão. Armaduras de cisalhamento são normalmente utilizadas nessa região visando aumentar a resistência e a ductilidade das lajes e um dos tipos dessa armadura é a constituída por pinos de aço soldados a chapas metálicas (studs).

O objetivo do estudo experimental aqui descrito foi dar uma contribuição inicial para o estabelecimento da armadura transversal mínima de lajes-cogumelo de concreto armado, do tipo stud, que, levando a uma superfície de ruptura por punção atravessando essa armadura, evita uma ruptura brusca. As principais variáveis consideradas no estudo foram o número de camadas de armadura de cisalhamento, a área dessa armadura em cada camada circunferencial e o diâmetro dos studs.

Na tentativa de definir essa armadura mínima, utilizou-se o índice de armadura transversal k = (A_swf_yw)_ef./P_uLref, onde (A_swf_yw)_ef é a força total da armadura transversal situada dentro do tronco de cone de ruptura assumido e P_uLref. é a carga de ruptura da laje de referência, sem armadura de cisalhamento. Na Figura 1 é representada a fissura de cisalhamento que delimita o tronco de cone de ruptura [1]. Embora P_uLref possa ser calculada a partir de fórmula de qualquer norma de cálculo adotada, na análise aqui apresentada optou-se por considerar para essa carga o valor obtido experimentalmente.

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