Punção em lajes lisas : métodos de cálculo, prescrições normativas e exemplos de aplicação

Abstract

Em uma estrutura de edificação convencional, as lajes se apoiam em vigas, e estas se apoiam nos pilares. No sistema estrutural de lajes lisas, as lajes se apoiam diretamente sobre os pilares, dispensando as vigas. Este sistema resulta em uma série de vantagens construtivas, porém, potencializa o efeito dos esforços cortantes nas regiões de ligação da laje ao pilar, de modo que a laje tende a ser perfurada pelo apoio com o pilar. Esse fenômeno, que é crítico no dimensionamento de lajes lisas, é denominado punção. Nesta pesquisa, é realizada uma revisão dos modelos de cálculo e prescrições normativas relativas à resistência à punção adotadas por três relevantes normas de projeto de estruturas de concreto: a NBR 6118:2014, o EUROCODE 2:2004 e o ACI 318:2014, além das recomendações do fib MODEL CODE:2010. A pesquisa objetiva criar um material atualizado, abrangente e esclarecedor sobre o tema da punção em lajes lisas. São trabalhadas as diversas situações de ocorrência do fenômeno em um pavimento: em ligações laje-pilar internas, de borda e de canto. São esclarecidas dúvidas recorrentes no meio técnico-científico a respeito do fenômeno da punção, especialmente quando o carregamento é excêntrico, ocasião em que aparecem os parâmetros “W” (módulo de resistência plástica) no modelo de cálculo da NBR 6118:2014 e do EUROCODE 2:2004, e “J” (análogo ao momento de inércia polar) no modelo do ACI 318:2014. Além de sintetizar os modelos e prescrições normativas, estes são utilizados para dimensionar as ligações laje-pilar de uma edificação à título de exemplo, e para prever a carga de ruptura de um modelo experimental de ligação laje-pilar de borda em concreto protendido. Constatou-se que o dimensionamento pelo ACI 318:2014 foi o mais conservador, requerendo mais armaduras de punção, enquanto o dimensionamento pela NBR 6118:2014 foi o menos conservador. Para o modelo experimental exemplificado, constata-se que o EUROCODE 2:2004 contém simplificações para os casos de ligações laje-pilar de borda e de canto que, apesar de simplificar os cálculos, podem resultar em previsões de carga de ruptura consideravelmente superiores à carga experimental, ou seja, contra a segurança.