resistência à punção em lajes cogumelo de concreto armado

160 Pages·2016·2.28 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

ANA PAULA RODRIGUES VAZ

RESISTÊNCIA À PUNÇÃO EM LAJES COGUMELO DE
CONCRETO ARMADO
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA DEFINIÇÃO DE ARMADURA
MÍNIMA DE CISALHAMENTO

Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado em Engenharia Civil da
Universidade Federal de Goiás para
obtenção do título de Mestre em
Engenharia Civil.

Goiânia
-2007-
Livros Grátis

http://www.livrosgratis.com.br

Milhares de livros grátis para download.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL
MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL

RESISTÊNCIA À PUNÇÃO EM LAJES COGUMELO DE
CONCRETO ARMADO
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA DEFINIÇÃO DE ARMADURA
MÍNIMA DE CISALHAMENTO

Ana Paula Rodrigues Vaz
Orientador: Prof. Ronaldo B. Gomes, Ph.D.
Co-orientador: Profª. Lídia C. D. Shehata, Ph.D.

Goiânia
-2007-
ii
ANA PAULA RODRIGUES VAZ

RESISTÊNCIA À PUNÇÃO EM LAJES COGUMELO DE
CONCRETO ARMADO
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA DEFINIÇÃO DE ARMADURA
MÍNIMA DE CISALHAMENTO

Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado em
Engenharia Civil da Universidade Federal de
Goiás, para obtenção do título de Mestre em
Engenharia Civil.
Área de Concentração: Estruturas e Materiais de
Construção
Orientador: Prof. Ph.D. Ronaldo Barros Gomes
Co-orientadora: Profª. Ph.D. Lídia C. D. Shehata

Goiânia
- 2007 -
iii
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
(GPT/BC/UFG)

Vaz, Ana Paula R.
Resistência à Punção em Lajes Cogumelo de Concreto
Armado: uma contribuição para definição de armadura
mínima de cisalhamento - Goiânia, 2007.
136 f. : il.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de
Goiás, Escola de Engenharia Civil, 2007.

Bibliografia: 99 – 100.
Anexos

1. Lajes cogumelo - punção 2. Armadura de
cisalhamento 3. Concreto armado 4. Índice de
Armadura transversal 5. Armadura mínima

I – Universidade Federal de Goiás – Escola de
Engenharia Civil II – Título

Referência Bibliográfica

VAZ, ANA PAULA R. (2007). Resistência à Punção em Lajes Cogumelo de Concreto
Armado: Uma contribuição para definição de armadura mínima de cisalhamento.
Dissertação de Mestrado, Publicação/2007, Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal
de Goiás, 136 p.

Cessão de Direitos

Nome do Autor: Ana Paula Rodrigues Vaz
Título da Dissertação de Mestrado: Resistência à Punção em Lajes Cogumelo de Concreto
Armado: Uma contribuição para definição de armadura mínima de cisalhamento
Grau/Ano: Mestre/2007

É concedida à Universidade Federal de Goiás permissão para reproduzir cópias desta
dissertação de mestrado e para emprestar tais cópias somente para propósitos
acadêmicos e científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte
desta dissertação de mestrado pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do
autor.

______________________________
Ana Paula Rodrigues Vaz

iv
RESISTÊNCIA À PUNÇÃO EM LAJES COGUMELO DE
CONCRETO ARMADO
UMA CONTRIBUIÇÃO PARA DEFINIÇÃO DE ARMADURA MÍNIMA
DE CISALHAMENTO

ANA PAULA RODRIGUES VAZ

Dissertação de Mestrado defendida e aprovada em 29 de junho de 2007,
pela Banca Examinadora constituída pelos professores:

______________________________________
Prof. Ronaldo Barros Gomes, Ph.D. (UFG)
(ORIENTADOR)

______________________________________
Prof. Lídia C. D. Shehata, Ph.D. (UFRJ)
(CO-ORIENTADORA)

______________________________________
Prof. Gilson Natal Guimarães, Ph.D. (UFG)
(EXAMINADOR INTERNO)

______________________________________
Prof. Ibrahim A.M. Shehata, Ph.D. (UFRJ)
(EXAMINADOR EXTERNO)

v
DEDICATÓRIA

Aos meus amados pais, Floriano e Selma,
e ao querido Leonardo.

vi
AGRADECIMENTOS

Meu sincero agradecimento ao professor Ronaldo Barros Gomes, pela paciência e
competente orientação, incentivo, acompanhamento e amizade.
À minha co-orientadora Lídia Shehata pela dedicação, esclarecimentos e valiosa
contribuição para o desenvolvimento do meu trabalho.
Ao professor Ibrahim, pelas orientações sobre os equipamentos de medição e
esclarecimentos para a realização dos ensaios e escrita da dissertação.
Aos professores do Curso de Mestrado em Engenharia Civil da Universidade
Federal de Goiás (UFG), que em muito contribuíram para o meu aprendizado.
Ao arquiteto Sebastião Andrade de Freitas Filho, gerente da E-GAE –
SANEAGO, pela boa vontade e apoio constante durante todo o período do curso de mestrado.
Ao querido Leonardo Jansen, pelo carinho, apoio e imensurável contribuição para
a realização dos meus ensaios no laboratório.
Às empresas: Realmix – Concreto e Argamassa, na pessoa do engenheiro
Reginaldo de Aquino Porto, pela doação do concreto; Carlos Campos Consultoria Limitada;
Companhia Siderúrgica Belgo-Mineira; e Perfinasa – Perfilados e Ferros Nossa Senhora
Aparecida Ltda, pela colaboração prestada e pelos ensaios de caracterização.
Aos funcionários do Curso de Mestrado em Engenharia Civil da UFG, em
especial ao João Carlos, pelo auxílio no laboratório e amizade.
Aos alunos do Curso de Mestrado em Engenharia Civil da UFG, em especial ao
Murilo, que muito ajudou no laboratório da Escola de Engenharia Civil da UFG.
Aos ex-alunos do Curso de Mestrado que, de alguma forma, me auxiliaram ao
longo do curso: Alessandra, Jales, Rúbia, Taís, Valéria e Raphael (UnB).
Aos meus pais, irmãos, sogros e à querida Arlette, por estarem sempre ao meu
lado me apoiando e incentivando.
Aos meus verdadeiros amigos Cássio Inumaru e Andréa Cristina Leão, por me
apoiarem e contribuírem na realização dos meus ensaios.
A Deus, pela presença constante em todos os momentos de minha vida.

vii
RESUMO

A presente pesquisa apresenta uma análise experimental de resistência à punção e
rotação de lajes-cogumelo de concreto armado, dotadas de taxas de armadura de cisalhamento
inferiores às utilizadas na prática, submetidas a um carregamento concêntrico.
É realizada uma revisão bibliográfica sobre as pesquisas feitas com o uso de
armadura de cisalhamento em lajes-cogumelo, destacando as principais variáveis e
comportamentos apresentados pelas estruturas até a ruptura.
A parte experimental engloba ensaios de 10 (dez) lajes-cogumelo de concreto
armado de dimensões 1800 mm x 1800 mm x 130 mm, altura efetiva de aproximadamente 90
mm e resistência à compressão do concreto em torno de 35 MPa. As principais variáveis da
pesquisa foram: o número de camadas de armadura de cisalhamento, a área de armadura
transversal em cada camada circunferencial e o diâmetro dos studs.
Tendo por base os resultados obtidos, faz-se uma análise do comportamento das
lajes ensaiadas e verifica-se o acréscimo de rotação e de resistência ao puncionamento dessas
lajes, decorrentes da adição de armadura transversal. A comparação desses resultados com os
dos ensaios de lajes com maiores dimensões (3000 x 3000 x 200 mm) é realizada
principalmente para o caso de superfície de ruptura interna às camadas de armadura de
cisalhamento.
Para a determinação da quantidade de armadura de punção nas lajes, utilizou-se
um parâmetro “k ”, denominado índice de armadura transversal situada dentro do tronco de
cone de ruptura que é delimitado pela fissura de cisalhamento. Nesta pesquisa, os valores de k
variaram de 0,41 a 1,03 e as lajes tiveram superfície de ruptura cruzando as camadas de studs
quando o índice foi menor que 0,70.
Definiu-se um valor de k igual a 0,60 como índice próximo do mínimo para lajes
com altura efetiva igual a 90 mm. Os acréscimos de carga e rotação proporcionados por um
valor k de 0,60 foram, respectivamente, 10% e 29%.

viii
ABSTRACT

This thesis presents an experimental analysis on punching shear resistance and
rotation of concrete flat slabs, with lower shear reinforcement ratios than the ones seen in
practical use, submitted to concentric load.
A bibliographical review is carried out, focusing on researches which previously
employed shear reinforcement on flat slabs and highlighted the main variables and behavior
shown by structures up to failure.
The experimental section encompasses tests of 10 (ten) concrete flat slabs with
dimensions 1800 mm x 1800 mm x 130 mm, effective height of approximately 90 mm and
concrete compression resistance around 35 MPa. The main variables of the present research
were: the number of shear reinforcement layers, the area of transverse reinforcement in each
circumferential layer, and the diameter of the studs.
Based on the obtained results, an analysis of the behavior of tested slabs is done
and it verifies an increase of rotation and resistance in the punching of these slabs, due to the
addition of transverse reinforcement. The comparison of these results with those tests with
greater dimensions slabs (3000 x 3000 x 200 mm) is especially performed in the case of
internal failure surface in shear reinforcement layers.
In order to determine the amount of punching reinforcement on the slabs a “k ”
parameter was used, which was called transverse reinforcement index, situated within the
slump failure which is delimited by shear fissure. In this research, the k values ranged from
0,41 up to 1,03 and the slabs’ failure surface crossed the studs’ layers when the index was
lower than 0,70.
A value of k was set as equal to 0,60 as a near minimum index for slabs with an
effective height of 90. The increase of load and rotation motivated by a k value of 0,60 were
10% and 29% (d = 90 mm), respectively.

ix