Cisalhamento unidirecional e resistência à punção de lajes de concreto armado sem armadura transversal sob cargas concentradas

Autor(es)

Alex Micael Dantas de Sousa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2022-09-27

Membros da banca

Mounir Khalil El Debs; Daniel de Lima Araujo; Mauricio de Pina Ferreira; Gustavo Henrique Siqueira; Fernando Rebouças Stucchi

• Orientador: Mounir Khalil El Debs; Eva Olivia Leontien Lantsoght

Resumo

A maioria dos estudos que abordam o comportamento ao cisalhamento de lajes de concreto armado sem armadura transversal trata de tiras de laje carregadas em toda a largura ou da capacidade de punção de lajes lisas ou ligações laje-pilar. Portanto, esses estudos focam em lajes submetidas a um mecanismo específico de ruptura por cisalhamento. No entanto, no caso de cargas concentradas ou parcialmente distribuídas em pequenas áreas próximas ao apoio de lajes unidirecionais, uma situação frequente em lajes de tabuleiro, podem ocorrer tanto mecanismos de ruptura por cisalhamento unidirecional quanto por punção. Este estudo desenvolveu recomendações para avaliar a resistência ao cisalhamento ou força cortante e resistência à punção dessas lajes usando diferentes abordagens. Neste estudo, foram desenvolvidas recomendações baseadas apenas em expressões analíticas, outras combinando expressões analíticas com resultados de análises de elementos finitos elásticos lineares, outras usando análises de elementos finitos não lineares e, finalmente, usando investigações experimentais. Uma vez que ambos os mecanismos de ruptura por cisalhamento podem ser críticos para tais lajes, o trabalho foi abordado em partes. Primeiramente, foi abordado o comportamento ao cisalhamento unidirecional de vigas largas e lajes carregadas em toda a largura. Após, diferentes abordagens utilizadas para definir a largura efetiva ou colaborante na resistência à força cortante foram investigadas, combinadas com expressões de diferentes códigos de projeto e também modelos baseados na mecânica da resistência ao cisalhamento unidirecional. Na etapa seguinte, a pesquisa abordou a combinação de expressões analíticas com análises em elementos finitos elástico-lineares para prever a resistência ao cisalhamento e punção dessas lajes. No contexto da punção, a pesquisa abordou o comportamento e a resistência à punção de lajes projetadas com o uso racional de concreto de ultra-alto desempenho reforçado com fibras. Análises não lineares de elementos finitos foram propostas para avaliar o mecanismo de ruptura e a capacidade última de diferentes tipos de lajes. Ao final, foi realizado um programa experimental para investigar o mecanismo de ruptura de lajes unidirecionais sob cargas concentradas após o escoamento local das armaduras. Em resumo, este estudo aborda diferentes metodologias e ferramentas para avaliação de lajes de concreto armado sob cargas concentradas com base em uma ampla revisão da literatura, análise de diferentes ensaios da literatura e também realizados neste estudo. Além disso, o programa experimental confirmou aspectos importantes da redistribuição da força cortante na ruptura que resultaram em uma clara ativação de diferentes mecanismos de resistência. (AU)

• Processo FAPESP: 18/21573-2 - Calibração de modelos de cálculo de resistência à força cortante em lajes de pontes com ênfase na prática nacional de projetos
• Beneficiário: Alex Micael Dantas de Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado