Punção Em Lajes Lisas de Concreto Utilizando Armaduras de Fibra de Carbono

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Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo experimental e analítico de lajes lisasde concreto armado reforçadas ao puncionamento com a utilização de PolímerosReforçados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. Autilização de laminados de PRFC como alternativa no combate à punção em lajes lisas ésimples, requer pouco tempo para aplicação e não altera a estética da laje.A técnica de reforço consiste em se colar fitas fabricadas com manta de PRFC atravésde furos verticais nas lajes, de modo a se formar um laço completo entre dois furossubsequentes como “pontos de costura” na região próxima ao pilar.Para avaliação da técnica, foi elaborado um programa experimental que prevê aexecução e ensaio de 04 (quatro) modelos de conexão laje-pilar. A laje tem dimensõesde 2500 mm x 2500 mm x 180 mm e os pilares centrados são quadrados de 300 mm x300 mm. Um dos modelos não foi reforçado para comparação com os demais. Para osoutros três modelos, variou-se a distribuição dos furos e o padrão de ancoragem,mantendo-se constante a área de reforço por perímetro de reforço.Para o estudo analítico, devido ao pioneirismo da técnica de reforço, ainda não existemprescrições normativas disponíveis na literatura que tratem especificamente dautilização de PRFC como armadura de cisalhamento em lajes. Ante o exposto, seráutilizada nesta pesquisa uma adaptação das recomendações dos principais códigos,nacional e internacionais, no dimensionamento à punção (ABNT NBR 6118:2007, ACI318:2008 e EUROCODE 2:2004), associados às recomendações do ACI 440 2R:02.Esta última trata apenas do reforço de estruturas de concreto armado utilizandopolímeros reforçados com fibras.ixExperimentalmente, os resultados obtidos mostraram que a técnica aplicada foieficiente, resultando em ganho tanto na capacidade de carga quanto na ductilidade dosmodelos reforçados em relação ao modelo de controle. O reforço aplicado resultou emganhos na resistência ao cisalhamento de até 56% em relação à carga apresentada pelomodelo sem reforço.

Text of Punção Em Lajes Lisas de Concreto Utilizando Armaduras de Fibra de Carbono

  • ESTUDO EXPERIMENTAL E ANALTICO DE PUNO EM LAJES LISAS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO POLMEROS REFORADOS COM

    FIBRA DE CARBONO (PRFC) COMO ARMADURA DE CISALHAMENTO.

    ANTONIO WAGNER DE LIMA

    DISSERTAO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUO CIVIL

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

    FACULDADE DE TECNOLOGIA

    UNIVERSIDADE DE BRASLIA

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    UNIVERSIDADE DE BRASLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

    ESTUDO EXPERIMENTAL E ANALTICO DE PUNO EM LAJES LISAS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO POLMEROS REFORADOS COM FIBRA DE CARBONO (PRFC) COMO ARMADURA DE CISALHAMENTO.

    ANTONIO WAGNER DE LIMA

    ORIENTADOR: GUILHERME SALES S. A. MELO (Ph.D, UnB)

    CO-ORIENTADOR: YOSIAKI NAGATO (D. Sc., UnB)

    DISSERTAO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUO CIVIL

    PUBLICAO: E.DM-008////12 BRASLIA/DF: ABRIL-2012

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    UNIVERSIDADE DE BRASLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

    ESTUDO EXPERIMENTAL E ANALTICO DE PUNO EM LAJES LISAS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO POLMEROS REFORADOS COM FIBRA DE CARBONO (PRFC) COMO ARMADURA DE CISALHAMENTO.

    ANTONIO WAGNER D E LIMA

    DISSERTAO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE MESTRE EM ESTRUTURAS E CONSTRUO CIVIL.

    APROVADA POR:

    _________________________________________________

    Prof. Guilherme Sales Soares de A. Melo, PhD. (UnB) (Orientador)

    _________________________________________________

    Prof. Yosiaki Nagato, D.Sc. (UnB) (Examinador interno)

    _________________________________________________

    Prof. Denio Ramam Carvalho de Oliveira, D.Sc (UFPA) (Examinador Externo)

    BRASLIA/DF, 28 DE JUNHO DE 2012

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    FICHA CATALOGRFICA LIMA, ANTONIO WAGNER DE Estudo experimental e analtico de puno em lajes lisas de concreto armado utilizando Polmeros Reforados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. [Distrito Federal] 2012. xxiv, 166p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Estruturas e Construo Civil, 2012). Dissertao de Mestrado Universidade de Braslia. Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. 1. Puno 2. PRFC 3. Lajes lisas de concreto armado 4. Armadura de cisalhamento I. ENC/FT/UnB II. Ttulo (Mestre)

    REFERNCIA BIBLIOGRFICA

    LIMA, A. W.; Estudo experimental e analtico de puno em lajes lisas de concreto armado utilizando Polmeros Reforados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. Dissertao de Mestrado em Estruturas e Construo Civil. 166p. Publicao E.DM-008A/12, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. Universidade de Braslia UnB. Braslia, DF, 166p.

    CESSO DE DIREITOS

    AUTOR: Antonio Wagner de Lima TTULO: Estudo experimental e analtico de puno em lajes lisas de concreto armado utilizando Polmeros Reforados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. GRAU: Mestre ANO: 2012

    concedida Universidade de Braslia permisso para reproduzir cpias desta dissertao de mestrado e para emprestar ou vender tais cpias somente para propsitos acadmicos e cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte dessa dissertao de mestrado pode ser reproduzida sem autorizao por escrito do autor.

    ____________________________________

    Antonio Wagner de Lima Setor colina, bloco K, apto 304, asa norte. 70.904-111 Braslia - DF- Brasil e-mail: wagnercivil@yahoo.com.br

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    Dedicado aos meus avs, Natanael Pereira de Lima e Severina Pereira de Lima (em memria) e aos meus pais, Severina Luciene de Lima e Raimundo Gomes de Queiroz, Pessoas que me ensinaram os reais valores da vida.

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    AGRADECIMENTOS

    Em fim, chegado o grande momento. No fechamento de uma pesquisa de mestrado no podemos jamais deixar de nos remetermos ao incio de tudo e lembrarmos-nos dos obstculos superados, das conquistas e dos aprendizados. O convvio dirio com pessoas to especiais aqui encontradas nos faz perceber que no se trata de um processo singular nem to pouco individual. Experincias, aprendizados e grandes lembranas que levarei pra vida toda, e assim agradeo desde j de forma generalizada a todos que comigo conviveram nos ltimos 2 anos.

    Primeiramente agradeo a Deus pela beno da vida.

    Agradeo imensamente aos pais, Raimundo e Luciene, e aos meus avs, Natanael e Severina pelos ensinamentos da vida e dos verdadeiros valores morais. Agradeo a toda minha famlia que se mostrou solidria em todos os momentos, em especial aos meus irmos Junior e Anglica e minha sobrinha Wlica. Agradeo descomedidamente aos professores Guilherme S.S. de Azevedo Melo e Yosiaki Nagato pela confiana, oportunidade do convvio, dos ensinamentos e pelo tempo desprendido orientao desta pesquisa.

    Agradeo a todos os professores do Programa de Ps-Graduao em Estruturas e Construo Civil PECC que tanto contriburam para a formao deste profissional.

    Agradeo Universidade de Braslia pela oportunidade da realizao desta pesquisa.

    Agradeo aos rgos fomentadores CAPES e CNPq que possibilitaram a realizao deste trabalho atravs auxlio financeiro, assim como agradeo tambm a empresa

    BASF S/A que forneceu parte dos materiais utilizados no programa experimental desta

    pesquisa.

    Agradeo aos funcionrios do Laboratrio de Estruturas - Labest da Universidade de Braslia - UnB, Adelmo, Francisco, Jlio, Leandro e Magno, que em muito contriburam para a realizao de todo o programa experimental deste trabalho. Tambm desprendo ateno especial ao Professor Elton Bauer, chefe do Laboratrio de Ensaio de Materiais LEM, e aos funcionrios Severino e Valderi, que nos ajudaram nos ensaios de caracterizao de materiais e confeco das formas de madeira.

    De forma especial, torno pblico o imenso apreo e reconhecimento ao amigo Galileu pela parceria, e especial nos ltimos 12 meses. Foram dias e noites sem fins de

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    pesquisas, estudos e trabalhos braais, renncias e conquistas. Agradeo e muito o seu companheirismo e pacincia para com este que nem sempre foi to passivo quanto.

    Agradeo a todos os amigos que se fizeram to importante nesta conquista, Anderson, Igor, Hileana, Joo Paulo, Keyte, Adriana, Ramon, Sebastio, Milena, Nvia, Elaine, Fernandinha, e em especial aos grandes amigos Dyorgge, Morgana, Nazar e Nailde, pessoas com quem dividi a maior parcela do meu tempo nos ltimos 2 (dois) anos. Sou muito grato a Eva Veloso, secretria do PECC, pelo auxlio constante e fundamental desprendido aos dissentes deste programa.

    Agradeo aos meus irmos tortos, Guilherme, Felipe, Gustavo e Thaty, autora desta nova modalidade de parentesco, a dona Zelita e Sr. Antonio, que hoje so parte da minha famlia. Aos meus parentes moradores de Brazlndia, que carinhosamente me receberam e foram to importantes nos momentos mais conturbados aqui vividos.

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    "A personalidade criadora deve pensar e julgar por si mesma, porque o progresso moral da sociedade depende exclusivamente da sua independncia."

    Albert Einstein

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    RESUMO

    ESTUDO EXPERIMENTAL E ANALTICO DE PUNO EM LAJES LISAS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO POLMEROS REFORADOS COM FIBRA DE CARBONO (PRFC) COMO ARMADURA DE CISALHAMENTO.

    Autor: Antonio Wagner de Lima Orientador: Guilherme Sales Soares de A. Melo, Ph.D. (UnB) Co-orientador: Yosiaki Nagato, D.Sc. (UnB) Programa de Ps-graduao em Estruturas e Construo Civil Braslia, 28 de junho de 2012

    Esta dissertao de mestrado apresenta um estudo experimental e analtico de lajes lisas de concreto armado reforadas ao puncionamento com a utilizao de Polmeros Reforados com Fibra de Carbono (PRFC) como armadura de cisalhamento. A utilizao de laminados de PRFC como alternativa no combate puno em lajes lisas simples, requer pouco tempo para aplicao e no altera a esttica da laje.

    A tcnica de reforo consiste em se colar fitas fabricadas com manta de PRFC atravs de furos verticais nas lajes, de modo a se formar um lao completo entre dois furos subsequentes como pontos de costura na regio prxima ao pilar.

    Para avaliao da tcnica, foi elaborado um programa experimental que prev a execuo e ensaio de 04 (quatro) modelos de conexo laje-pilar. A laje tem dimenses de 2500 mm x 2500 mm x 180 mm e os pilares centrados so quadrados de 300 mm x 300 mm. Um dos modelos no foi reforado para comparao com os demais. Para os outros trs modelos, variou-se a distribuio dos furos e o padro de ancoragem, mantendo-se constante a rea de reforo por permetro de reforo.

    Para o estudo analtico, devido ao pioneirismo da tcnica de reforo, ainda no existem prescries normativas disponveis na literatura que tratem especificamente da utilizao de PRFC como armadura de cisalhamento em lajes. Ante o exposto, ser utilizada nesta pesquisa uma adaptao das recomendaes dos principais cdigos, nacional e internacionais, no dimensionamento puno (ABNT NBR 6118:2007, ACI 318:2008 e EUROCODE 2:2004), associados s recomendaes do ACI 440 2R:02. Esta ltima trata apenas do reforo de estruturas de concreto armado utilizando polmeros reforados com fibras.

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    Experimentalmente, os resultados obtidos mostraram que a tcnica aplicada foi eficiente, resultando em ganho tanto na capacidade de carga quanto na ductilidade dos modelos reforados em relao ao modelo de controle. O reforo aplicado resultou em ganhos na resistncia ao cisalhamento de at 56% em relao carga a