análise experimental de lajes lisas nervuradas de concreto armado

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  • Servio Pblico Federal

    Universidade Federal do Par Instituto de Tecnologia

    Programa de Ps-Graduao Engenharia Civil

    ANLISE EXPERIMENTAL DE LAJES LISAS NERVURADAS

    DE CONCRETO ARMADO COM REGIO MACIA DE

    GEOMETRIA VARIVEL AO PUNCIONAMENTO

    ENG CIVIL NVEA GABRIELA BENEVIDES DE ALBUQUERQUE

    2009

  • Servio Pblico Federal

    Universidade Federal do Par Instituto de Tecnologia

    Programa de Ps-Graduao Engenharia Civil

    ANLISE EXPERIMENTAL DE LAJES LISAS NERVURADAS

    DE CONCRETO ARMADO COM REGIO MACIA DE

    GEOMETRIA VARIVEL AO PUNCIONAMENTO

    ENG CIVIL NVEA GABRIELA BENEVIDES DE ALBUQUERQUE Dissertao submetida ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal do Par como parte dos requisitos para a obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil.

    Orientador: Dnio Ramam Carvalho de Oliveira

    Belm (PA), 31 de Maro de 2009

  • I

    ANLISE EXPERIMENTAL DE LAJES LISAS NERVURADAS DE

    CONCRETO ARMADO COM REGIO MACIA DE GEOMETRIA

    VARIVEL AO PUNCIONAMENTO

    ENG CIVIL NVEA GABRIELA BENEVIDES DE ALBUQUERQUE

    Esta dissertao de mestrado foi julgada adequada para a obteno do ttulo de MESTRE EM

    ENGENHARIA, rea de concentrao Estruturas e aprovada em sua forma final pelo professor

    orientador e pelo Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal do Par.

    Belm (PA), 31 de Maro de 2009

    Prof. Alcebades Negro Macdo, Dr. COORDENADOR PPGEC, FEC/ITEC/UFPA

    COMISSO EXAMINADORA: Prof. Dnio Ramam Carvalho de Oliveira, Dr. ORIENTADOR, FEC/ITEC/UFPA

    Prof. Guilherme Sales Soares de Azevedo Melo, Ph.D. EXAMINADOR EXTERNO, ENC/FT/UnB

    Prof. Yosiaki Nagato, Dr. EXAMINADOR EXTERNO, ENC/FT/UnB

  • II

    O homem no teria alcanado o possvel se repetidas vezes no tivesse tentado o impossvel.

    (Max Weber)

  • III

    A meus pais Jorge e Vitria, minhas irms Jssica e Luna e minha av Bena, pelo apoio que sempre

    recebi, muitas vezes desmerecido. A vocs dedico este trabalho em reconhecimento a todo suporte e

    incentivo que me deram, no apenas durante os ltimos dois anos, mas durante toda minha vida.

    A meu irmo Joo Paulo (in memorian), pelos saudosos momentos que compartilhamos juntos.

    E finalmente, a Deus que, como Sua infinita bondade, nunca me desamparou, estando presente a

    cada momento. Muito obrigada, Pai amado!

  • IV

    AGRADECIMENTOS

    Em virtude da ampla experincia adquirida durante os ltimos dois semestres do segundo ano do curso de mestrado, correspondentes ao perodo de elaborao deste trabalho, sinto-me impelida a prestar os meus sinceros agradecimentos:

    Ao professor Dnio Oliveira por desempenhar, com sua usual competncia, o papel de orientador, despertando em mim o gosto pela pesquisa desde a graduao;

    Ao Grupo de Anlise Experimental em Estruturas e Materiais GAEMA, pelo excelente ambiente de trabalho, amizade e companheirismo, em especial a: Amaury Aguiar, Andria Gonalves, Antnio Carvalho, Arnolfo Valente, Brbara Lavr, Carlos Rossi, Dion Cunha, Guilherme Melo, Guilherme Salazar, Hugo Henriques, Josiel Nascimento, Kelly Nahum, Leandro Queiroz, Leonyce Santos, Leonardo Lago, Mikhail Luczynski, Marlon Oliveira, Natasha Costa, Ritermayer Monteiro, Rgis Santos, Shirley Melo, Sandro Dias, Tiago Ribeiro, Vitor Branco, Valdemir Colares e Wellington Vinhas. Um agradecimento especial a Aglelson Borges e Alexandre Vilhena, incansveis parceiros na realizao deste trabalho, pelas indispensveis contribuies durante toda a fase experimental;

    Aos funcionrios do Laboratrio de Engenharia Civil da UFPA, Emanoel Cordeiro e Urbano Furtado pela disponibilidade e dedicao nos perodos da realizao de concretagem e ensaios;

    Ao professor Ricardo Dias, da PUC-PR, pela boa vontade em enviar algumas das referncias bibliogrficas consultadas;

    Aos professores Ronaldson Carneiro, Sandoval Rodrigues e Alcebades Macdo pelo interesse no trabalho e pelas valiosas sugestes no exame de qualificao;

    Aos professores da banca examinadora Guilherme Sales e Yosiaki Nagato pelas relevantes contribuies ao trabalho, bem como pelas experincias e conhecimentos transmitidos;

    Ao CNPq e CAPES. Ao CNPq pela bolsa de mestrado e a ambos pelo auxlio financeiro para a realizao desta e outras pesquisas desta natureza na Regio Norte do Brasil;

    A todos que direta ou indiretamente contriburam para a realizao deste trabalho.

  • V

    SUMRIO

    RESUMO _______________________________________________________________________ 1

    ABSTRACT _____________________________________________________________________ 2

    1. INTRODUO ________________________________________________________________ 3

    1.1. Consideraes Iniciais ________________________________________________________ 3

    1.2. Justificativa _________________________________________________________________ 5

    1.3. Objetivos ___________________________________________________________________ 6

    1.3.1. Objetivo Geral ___________________________________________________________ 6

    1.3.2. Objetivos Especficos ______________________________________________________ 6

    1.4. Apresentao do Trabalho ____________________________________________________ 7

    2. REVISO BIBLIOGRFICA ____________________________________________________ 8

    2.1. Consideraes Iniciais ________________________________________________________ 8

    2.2. Conceitos Fundamentais _____________________________________________________ 11

    2.2.1. Aspectos Gerais sobre Lajes lisas ___________________________________________ 11

    2.2.1.1. Transferncia de Esforos na Ligao Laje-Pilar ___________________________ 13

    2.2.1.2. Particularidades da Laje-Lisa Nervurada _________________________________ 17

    2.2.2. Utilizao de Modelos Experimentais ________________________________________ 23

    2.3. Trabalhos Experimentais Realizados em Painis Nervurados ______________________ 25

    2.3.1. KENNEDY e EL-SEBAKHY (1982) ________________________________________ 25

    2.3.2. LCIO (1991) __________________________________________________________ 27

    2.3.3. AL-AREF (1999) ________________________________________________________ 30

    2.3.4. ABDUL-WAHAB e KHALIL (2000) ________________________________________ 32

    2.3.5. SOARES (2004) _________________________________________________________ 35

    2.3.6. SOUZA (2007) __________________________________________________________ 38

    3. RECOMENDAES NORMATIVAS ____________________________________________ 42

    3.1. Consideraes Iniciais _______________________________________________________ 42

    3.2. Cdigos Normativos _________________________________________________________ 42

    3.2.1. Associao Brasileira de Normas Tcnicas, Norma Brasileira (NBR 6118, 2003) ______ 42

  • VI

    3.2.1.1. Dimenses Limites ___________________________________________________ 42

    3.2.1.2. Verificao ao Cisalhamento ___________________________________________ 43

    3.2.1.3. Verificao Puno _________________________________________________ 45

    3.2.2. American Building Code for Structural Concrete, ACI Standard (ACI 318, 2008) _____ 47

    3.2.2.1. Dimenses Limites ___________________________________________________ 47

    3.2.2.2. Verificao ao Cisalhamento ___________________________________________ 48

    3.2.2.3. Verificao Puno _________________________________________________ 48

    3.2.3. Comit Euro-International du Bton, Model Code (CEB-FIP MC 90, 1993) __________ 50

    3.2.3.1. Dimenses Limites ___________________________________________________ 50

    3.2.3.2. Verificao ao Cisalhamento ___________________________________________ 51

    3.2.3.3. Verificao Puno _________________________________________________ 51

    4. PROGRAMA EXPERIMENTAL ________________________________________________ 53

    4.1. Consideraes Iniciais _______________________________________________________ 53

    4.1.1. Princpio do Ensaio ______________________________________________________ 54

    4.2. Caracterstica das Lajes _____________________________________________________ 54

    4.2.1. Processo Executivo ______________________________________________________ 60

    4.3. Instrumentao das Lajes ____________________________________________________ 65

    4.3.1. Medies de Deformaes _________________________________________________ 65

    4.3.1.1. Ao _______________________________________________________________ 65

    4.3.1.2. Concreto ___________________________________________________________ 73

    4.3.2. Medies dos Deslocamentos ______________________________________________ 75

    4.4. Sistema de Ensaio ___________________________________________________________ 76

    4.5. Aquisio de Dados _________________________________________________________ 79

    4.6. Propriedades dos Materiais___________________________________________________ 80

    4.6.1. Ao ___________________________________________________________________ 80

    4.6.2. Concreto _______________________________________________________________ 80

    5. RESULTADOS EXPERIMENTAIS ______________________________________________ 83

    5.1. Consideraes Iniciais _______________________________________________________ 83

    5.2. Propriedades dos Materiais___________________________________________________ 83

    5.2. Deslocamentos Verticais _____________________________________________________ 85

    5.3. Deformaes na Armadura de Flexo __________________________________________ 90

    5.4. Deformaes no Concreto ______________________________________________