Comportamento ao puncionamento de lajes cogumelo de concreto armado com pilares retangulares e furos de grandes dimensões

Abstract

São analisadas experimentalmente 20 (vinte) lajes cogumelo de concreto armado de dimensões 3000 mm x 3000 mm x 200 mm, e resistência à compressão em torno de 40 MPa e altura útil de aproximadamente 164 mm, submetidas à puncionamento simétrico. As principais variáveis da pesquisa foram: a relação entre as dimensões da seção transversal retangular do pilar (cmáx/cmín entre 1 e 4, com cmín constante); o número de furos na região do pilar; e o detalhamento da armadura de cisalhamento. É apresentada uma proposta de inclusão do parâmetro cmáx/d (cmáx é a maior dimensão da seção transversal do pilar e d é a altura útil da laje) nas expressões de cálculo da resistência à punção do CEB-FIP (1991) e do ACI (2002). Para a norma brasileira NBR-6118 (2003) é sugerida uma forma de cálculo do perímetro efetivo de controle de lajes com furos próximos ao pilar. Os resultados mostraram uma redução na taxa de crescimento da resistência à punção das lajes quando se aumenta a relação cmáx/cmín, mantendo-se cmín (menor dimensão da seção transversal do pilar) constante, com as forças cortantes concentrando-se nas extremidades do pilar, principalmente com o aumento da relação cmáx/cmín. Com relação à presença de furos adjacentes ao pilar, observou-se uma redução de rigidez e de resistência em até 23% para as dimensões de furos utilizadas. A utilização de armadura de cisalhamento, como disposta na pesquisa, restabeleceu e até superou a resistência à punção da laje monolítica de referência. As normas de projeto que apresentam no cálculo da resistência à punção prescrições para a consideração da geometria do pilar (ACI (2002), EC-2 (1992) e a NBR-6118 (1978)), e para a consideração de furos próximos ou adjacentes ao pilar (ACI (2002), BS8110 (1997), EC-2 (1992), EC-2 (2001) e a NBR-6118 (2003)), mostraram-se conservadoras (VExp/Vcalc entre 1,21 e 1,50) nas estimativas das cargas de ruptura das lajes com pilares retangulares sem furos e sem armadura de cisalhamento (série 1). As normas do CEB-FIP (1991) e NBR-6118 (2003) forneceram estimativas praticamente iguais às cargas obtidas experimentalmente (VExp/Vcalc = 0,99) para essas lajes. A proposta de inclusão do parâmetro cmáx/d no cálculo da resistência à punção nas expressões do ACI (2002) e CEB-FIP (1991) conduziu a estimativas mais próximas das cargas obtidas experimentalmente e a favor da segurança para as lajes com pilares retangulares e furos (série 2), e para as lajes com pilares retangulares, furos e armadura de cisalhamento (série 3). A proposta de cálculo do perímetro efetivo de controle para a norma NBR-6118 (2003), utilizando o método do Handbook to BS8110 (1987), também forneceu estimativas mais próximas dos resultados experimentais para as lajes com pilares retangulares e furos (série 2), e para as lajes com pilares retangulares, furos e armadura de cisalhamento (série 3).