Punção em lajes lisas de concreto armado com pilares de borda e excentricidade externa

Abstract

Embora diversas vantagens – construtivas e/ou arquitetônicas – sejam atribuídas às lajes lisas, a continuidade entre vãos consecutivos adotada em projetos multipavimentos faz da ligação laje-pilar uma região crítica, dado à concentração de tensões presente nesta região. Quando se adicionam carregamentos verticais e/ou horizontais, bem como a transmissão de momentos devido à imposição de excentricidades no apoio, esses efeitos são ainda mais pronunciados nos painéis externos. Nas normas de projeto, há a preocupação de incluir recomendações que certifiquem um comportamento seguro de ligações de lajes com pilares de borda submetidos a carregamentos excêntricos, embora estudos específicos ainda sejam bastante escassos, principalmente com relação a excentricidades externas. Dessa forma, para investigar o comportamento estrutural das ligações entre a laje e o pilar de borda foram ensaiados quatro modelos, que tiveram como variável a relação entre momento fletor e força cortante (relação M/V) na ligação, obtida pela variação da excentricidade de apoio em relação ao eixo do pilar, a saber: 300 mm (interna), centrada (referência) e 300 mm e 400 mm (externa). Os modelos estruturais consistiram da união de uma laje de dimensões 1700 mm x 2350 mm x 180 mm, com taxa de armadura de 0,75% e altura útil de 152 mm, a um pilar com 830 mm de altura e seção transversal quadrada (300 mm x 300 mm), dotado de uma projeção transversal de 650 mm para imposição das excentricidades no apoio. Os resultados foram analisados quanto ao comportamento de cargas últimas, deformações específicas na armadura, deformações específicas no concreto, deslocamentos verticais, rotação nos pilares e mapa de fissuração. Todos os modelos romperam por punção. As estimativas das normas ABNT NBR 6118:2003, ACI 318:2008 e EUROCODE 2:2004, para as cargas de ruptura, apontaram para uma necessidade de revisão do tratamento das normas para pilares de borda levando em consideração a excentricidade externa no apoio. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Although several advantages – constructive and/or architectural - are assigned to flat slabs, the continuity between consecutive spans that is taken into multifloors buildings turns the slab-column connection into a critical region, due to the stress concentration present in this region. When it’s added vertical and/or horizontal loads and moments transferring due to the imposition of eccentricities at support, these effects are even more pronounced on external panels. On codes, there are concerns on including recommendations to certify safe behavior of slabs-edge columns connections subjected to eccentric loads, although specific studies are still rather scarce, especially related to outward eccentricities. Thus, to investigate the structural behavior of slabs-edge columns connections, four individual models were tested fixing as variable the ratio between bending moment and shear force (M/V) defined in terms of eccentricity of support, denoted as: 300 mm (inward), center (reference) and 300 mm and 400 mm (outward). Structural models consisted on slabs with dimensions of 1700 mm x 2350 mm x 180 mm with reinforcement ratio of 0.75% and 152 mm effective depth, connected with a column of 830 mm height and squared cross section (300x300 mm), equipped with a 650 mm projection to imposition of eccentricities at support. The results were analyzed in relation to the behavior of ultimate loads, strain in reinforcement, strain in concrete, vertical deflection, column rotations and crack pattern. All models failure by punching. The estimates of ABNT NBR 6118:2003, ACI 318:2008 and EUROCODE 2:2004, for the ultimate loads, indicate the need for revision of standards on the treatment of edge columns.