Análise experimental de lajes cogumelo de concreto armado com pilares retangulares

Abstract

São analisadas experimentalmente 15 (quinze) lajes cogumelo de concreto armado com concreto de alta resistência (/ entre 54 e 67 MPa) submetidas a puncionamento simétrico, com o objetivo de se investigar a influência do índice de retangularidade do pilar, que variou de 1 a 5. na resistência última das lajes. As lajes possuíam dimensões de 1680 x 2280 x 130 mm e as principais variáveis foram o aumento do maior lado do pilar e a posição do carregamento. Para cada índice de retangularidade as lajes foram carregadas nos dois menores bordos opostos, nos dois maiores e finalmente nos quatro bordos. São apresentados e analisados os resultados das cargas últimas, superfícies e modos de ruptura, fissuração, flechas, deformações do concreto e da armadura de flexão. São também apresentadas comparações com outros resultados da literatura, bem como com as cargas de ruptura estimadas por diversas normas, entre elas a norma brasileira NB1/03 para estruturas de concreto armado, que não considera os efeitos do índice de retangularidade e o comportamento das lajes à flexão. Os resultados indicam que o aumento do índice de retangularidade favorece o fenômeno da polarização das forças cortantes, que tendem a se concentrar principalmente em tomo das extremidades dos pilares. Foi observado que. dependendo do grau de polarização e da intensidade destas forças, pode-se obter diferentes cargas e configurações para as superfícies de ruptura, sugerindo que o combate ao puncionamento pode ser mais efetivo em regiões próximas das extremidades dos pilares. O Método dos Elementos Finitos foi usado em simulações computacionais e os resultados foram utilizados para melhorar as estimativas da norma MC90. É apresentado um método para considerar o comportamento das lajes à flexão nas estimativas de resistência ao puncionamento. O método proposto forneceu resultados significativamente melhores que aqueles estimados pela MC90, eliminando a tendência normativa de superestimar a resistência das lajes. Também são apresentadas três alternativas para situações onde o puncionamento ocorre precocemente devido à proximidade de uma ruptura por flexão e forneceram resultados satisfatórios para as lajes analisadas.