Estudo teórico-experimental do comportamento de laje mista com perfis incorporados de chapa dobrada

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1 Janine Domingos Vieira Estudo teórico-experimental do comportamento de laje mista com perfis incorporados de chapa dobrada Dissertação de Mestrado Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação do Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ciências da Engenharia Civil da PUC-Rio. Área de Concentração: Estruturas. Orientador: Sebastião A. L. de Andrade Rio de Janeiro Fevereiro de 2003

2 Janine Domingos Vieira Estudo teórico-experimental do comportamento de lajes mistas com perfis incorporados de aço Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do título de Mestre pelo Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil do Departamento de Engenharia Civil do Centro Técnico Científico da PUC-Rio. Aprovada pela Comissão Examinadora abaixo assinada. Prof. Sebastião Arthur L. de Andrade Orientador Departamento de Engenharia Civil PUC-Rio Prof. Pedro Colmar G. da Silva Vellasco Universidade do Estado do Rio de Janeiro Prof. Eduardo de Miranda Batista Universidade Federal do Rio de Janeiro Prof. Giuseppe Barbosa Guimarães Departamento de Engenharia Civil PUC-Rio Prof. Ney Augusto Dumont Coordenador Setorial do Centro Técnico Científico PUC-Rio Rio de Janeiro, 24 de fevereiro de 2003

3 Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução total ou parcial do trabalho sem autorização da universidade, da autora e do orientador. Janine Domingos Vieira Graduou-se em Engenharia Civil na UCG (Universidade Católica de Goiás) em Concluiu o mestrado em fevereiro de 2003, no Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, com ênfase em estruturas. Vieira, Janine Domingos Ficha Catalográfica Estudo teórico-experimental do comportamento de laje mista com perfis incorporados de chapa dobrada / Janine Domingos Vieira; orientador: Sebastião A. L. de Andrade. Rio de Janeiro : PUC, Departamento de Engenharia Civil, [18], 104 f. : il. ; 30 cm Dissertação (mestrado) Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Departamento de Engenharia Civil. Inclui referências bibliográficas. 1. Engenharia civil Teses. 2. Laje mista. 3. Perfil de chapa dobrada. 4. Momentos positivos. 5. Momentos negativos. 6. Momentos resistentes. 7. Séptos. 8. Modos de ruínas. I. Andrade, Sebastião A. L. de. II. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Departamento de Engenharia Civil. III. Título. CDD: 624

4 Aos meus pais, Vanda e Vieira, pelo suporte, carinho e incentivo ao meu trabalho.

5 Agradecimentos Ao meu irmão, Robson e minha cunhada, Tatiana, pelo incentivo e ajuda na realização deste trabalho. A minha irmã, Janaina, pelo incentivo durante todo este trabalho. Ao Evandro César, pelo amor e carinho. este trabalho. Ao amigo, Luciano R. O. Lima, pelo incentivo e colaboração durante todo Ao professor orientador Sebastião A. L. De Andrade, pela toda orientação durante este trabalho. Ao Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, principalmente a Ana Roxo, o Cristiano e o Lenílson, pela ajuda. Aos funcionários do Laboratório de Estruturas e Materiais PUC-Rio Euclides, José Nilson, Evandro e Haroldo, pela colaboração na montagem e execução dos ensaios. Ao ITUC, pelos serviços de confecção dos corpos de prova e realização dos ensaios de caracterização dos materiais. Aos amigos Ivy Jean, Alexandre Galvão, Walter Menezes, Araken Dumont pela agradável companhia e pelo incentivo. Aos amigos Rodrigo Amaral, André Muller, Fabiana Freitas, Fernanda Dantas, Pablo Furtado, Allyson Beltrão, Eduardo Pasqueti, pela companhia e pelas longas horas de estudos. Ao CNPq e à PUC-Rio, pelo auxílio financeiro recebido durante o curso.

6 Resumo Vieira, Janine Domingos, Andrade, Sebastião A.L. Estudo Teórico- Experimental do Comportamento de Laje Mista com Perfis Incorporados de Chapa Dobrada. Rio de Janeiro, 2003, 104p..Dissertação de Mestrado Departamento de Engenharia Civil, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Esta dissertação apresenta um novo tipo de laje mista com uso de perfil de chapa dobrada incorporada. O perfil substitui as barras de aço, a fôrma e as escoras. O sistema estrutural construído consistiu em uma laje mista com perfil C enrijecido preenchido com concreto estrutural. Foram realizados dez testes experimentais em que foram analisados os momentos positivos, os momentos negativos e a influência de séptos. Através da análise teórico-experimental, foi possível perceber a grande influência dos séptos na resistência das lajes mistas testadas. Palavras chaves Laje mista, perfil de chapa dobrada, momentos positivos, momentos negativos, momentos resistentes, séptos, modos de ruínas.

7 Abstract Vieira, Janine Domingos, Andrade, Sebastião A.L (Advisor). Theoretical- Experimental Behavior Study of Composite Deck-Slab with Incorporate Formed Steel Shape. Rio de Janeiro, 2003, 104p..MSc.Dissertation Department of Civil Engineering, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. This work presents a new type of composite deck-slab using incorporate formed steel profiles. The steel profile replaces the reinforcement bars, the form and charry system. The structural system is built by one composite deck-slab with C stiffness steel profile, filed with reinforced concrete. It was performed ten tested and it was analyzed the positive moments, the negative moments and the influence of the diaphragm. Analizing the results it was possible to realize the great influence of the diaphragm over the resistence of composite deck slab tested. Keywords Composite deck slab, formed steel shape, positives moments, negatives moments, resistences moments, diaphragm.

8 Sumário 1. Introdução Motivação Objetivos Escopo Sistemas de Lajes Considerações Gerais de Lajes Empregadas em Estrutura de Aço Laje Maciça Lajes Pré-fabricadas ou Pré-moldadas com Nervuras e Blocos Lajes Treliçadas Lajes Protendidas Lajes Mistas Tipos de Lajes Mistas Sistema Misto com Deck-Metálico (Steel Deck) Sistema Proposto por Takey Sistema de Laje Mista Proposto Descrição dos Testes Experimentais Considerações Iniciais Descrição Geral dos Testes Experimentais Preparação dos Testes Fôrma de Contenção Lateral Armadura de Pele Contra Fissuras de Superfície Apoios Concreto Instrumentação Testes Experimentais Testes das Lajes BMP-1 e BMP Teste da Laje BMN Teste da Laje BMP Testes das Lajes BMN-2 e BMN

9 Testes das Lajes BMP-4 e BMP Testes das Lajes BMP-6 e BMP Resultados Experimentais Propriedades dos Materiais Propriedades Mecânicas Resultados dos Testes das Lajes Mistas com Perfil Tipo Bandeja Teste da Laje BMP Teste da Laje BMP Teste da Laje BMN Teste da Laje BMP Teste da Laje BMN Teste da Laje BMN Teste da Laje BMP Teste da Laje BMP Teste da Laje BMP Teste da Laje BMP Análise dos Resultados Cálculo do Momento de Inércia de uma Seção Mista Momento Positivo Momento Negativo Momento Positivo para Três Bandejas Cálculo da Resistência de Projeto das Lajes Mistas Cálculo da Resistência de Projeto para Momento Positivo Cálculo da Resistência de Projeto para Momento Negativo Cálculo da Resistência de Projeto para Momento Positivo para Três Bandejas Cálculo das Flechas das Lajes Mistas Considerações Finais Trabalhos Futuros Referências Bibliográficas...121

10 Lista de Figuras Figura Passarela construída com perfil C...21 Figura Escada construída com perfil C...21 Figura Detalhe das escoras e fôrmas para uma laje maciça...23 Figura Disposição dos elementos de uma laje pré-fabricada...24 Figura Concretagem de uma laje pré-moldada com blocos cerâmicos...25 Figura Modelo de treliça utilizada nas lajes...26 Figura Laje treliçada com enchimento de cerâmica...27 Figura Laje treliçada com enchimento de isopor...27 Figura Execução de uma laje protendida...28 Figura Execução da protensão de uma laje...29 Figura Lajes com fôrma de aço incorporado...30 Figura Geometria e fôrmas de aderência mecânica...32 Figura Modos de ruínas de lajes mistas...33 Figura Modos de ruínas...33 Figura Seção transversal do perfil C enrijecido...37 Figura Esquema da aplicação de carga...38 Figura Esquema de aplicação de carga para laje mista com uma bandeja...38 Figura Esquema de aplicação de carga para laje mista com três bandejas...39 Figura Modelo da seção transversal da laje mista...40 Figura Modelo da seção transversal da laje mista de três bandejas...40 Figura Forma de contenção lateral da laje mista...41 Figura Armadura de pele...42 Figura Apoio de primeiro gênero da laje mista...43 Figura Apoio de segundo gênero da laje mista...43 Figura Apoio de primeiro gênero da viga de distribuição...44 Figura Apoio de segundo gênero da viga de distribuição...44

11 Figura LVDT de 50 milímetros...46 Figura LVDT de 300 milímetros...47 Figura Relógio analógico...47 Figura Posicionamento dos LVDTs e do relógio na laje mista...48 Figura Detalhe do relógio...48 Figura Detalhe do LVDT...49 Figura Esquema do extensômetro no concreto na laje mista BMP Figura Esquema do extensômetro no aço na laje mista BMP Figura Detalhe dos extensômetros no concreto na laje mista BMP Figura Detalhe da laje BMN Figura Detalhe da fôrma com séptos nas extremidades e a cada terço do vão...51 Figura Posicionamento dos LVDTs e do relógio na laje mista...52 Figura Detalhe das lajes BMN-2 e BMN Figura Posicionamento dos LVDTs e do relógio nas lajes BMN-1 e BMN Figura Detalhe da fôrma com séptos nas extremidades e em cada terço do vão...54 Figura Posicionamento do relógio e dos LVDTs nas lajes mistas...55 Figura Detalhe das fôrmas soldadas...55 Figura Detalhe da solda nas fôrmas...56 Figura Detalhe da seção transversal das lajes BMP-6 e BMP Figura Detalhe dos espaçadores de vergalhões dobrados...57 Figura Detalhe dos vergalhões nos séptos...57 Figura Vista superior da laje...58 Figura Posicionamento dos relógios na laje mista...58 Figura Ensaio de Tração - Máquina Universal...59 Figura Detalhe do clip-gage de medição...60 Figura Posições dos corpos de prova...61 Figura Dimensões dos corpos de prova segundo ASTM

12 Figura Gráfico de Carga x Deslocamento, a partir dos valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir dos valores medidos pelos LVDTs, no centro e a cada terço do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deformação, a partir de valores medidos pelos extensômetros no centro do vão - BMP Figura Configuração final da laje após a ruptura do concreto - BMP Figura Detalhe da extremidade da laje - BMP Figura Detalhe da flambagem distorsional - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir dos valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir dos valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deformação, a partir de valores medidos pelos extensômetros no centro do vão - BMP Figura Detalhe da extremidade da laje - BMP Figura Detalhe da flambagem distorsional - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMN Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e nos terços do vão - BMN Figura Gráfico de Carga Deformações, a partir de valores medidos pelos extensômetros no centro do vão - BMN Figura Detalhes das fissuras - BMN

13 Figura Detalhe da ruptura dos extensômetros - BMN Figura Vista da flecha da laje BMN Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão - BMP Figura Detalhe da ruptura do concreto - BMP Figura Detalhe da flambagem distorsional - BMP Figura Vista da flecha da laje - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMN Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão - BMN Figura Detalhe das fissuras da laje - BMN Figura Foto mostrando a ausência de deslizamento do concreto - BMN Figura Vista da flecha da laje - BMN Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMN Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão - BMN Figura Detalhe da ruptura do concreto - BMN Figura Foto mostrando a ausência de deslizamento do concreto - BMN Figura Detalhe da flambagem distorsional da fôrma da laje - BMN

14 Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e a cada terço do vão - BMP Figura Foto da ruptura do concreto -BMP Figura Detalhe da flambagem distorsional da aba da fôrma - BMP Figura Vista da flecha da laje - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão - BMP Figura Foto da ruptura do concreto - BMP Figura Detalhe da flambagem distorsional - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro e em cada terço do vão - BMP Figura Foto 1 da ruptura do concreto - BMP Figura Foto 2 da ruptura do concreto - BMP Figura Foto 3 da ruptura do concreto - BMP Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro e em cada terço do vão - BMP-7 (pré-teste)...89 Figura Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro e em cada terço do vão - BMP Figura Foto 1 da ruptura do concreto - BMP Figura Foto 2 da ruptura do concreto - BMP Figura Vista da flecha da laje - BMP

15 Figura Seção transversal da laje mista para momento positivo...93 Figura Seção transversal da laje mista para momento negativo..95 Figura Seção transversal da laje mista composta de três bandejas...96 Figura Seção transversal da laje mista para momento positivo...98 Figura Seção transversal da laje mista para momento negativo Figura Seção transversal da laje mista para momento positivo composta de três bandejas Figura Gráfico de Carga x Deslocamento das lajes mistas BMP-1 - BMP Lista de Tabelas Tabela Valores de a para diversos tipos de blocos...24 Tabela Dimensões dos blocos de concreto...25 Tabela Especificação técnica das treliças...26 Tabela Dimensões das lajes mistas testadas...36 Tabela Resultados dos corpos de prova ensaiados...45 Tabela Características dos instrumentos utilizados...46 Tabela Dimensões dos corpos de prova do aço...61 Tabela Propriedades mecânicas do aço utilizado...62 Tabela Características dos testes realizados...63 Tabela Resultados dos testes realizados...92 Tabela Dados da seção mista para momento positivo...94 Tabela Dados da seção mista para momento negativo...95

16 Tabela Dados da seção mista composta de três bandejas...96 Tabela Momentos de inércia calculados...97 Tabela Forças abaixo da linha neutra Tabela Forças acima da linha neutra Tabela Braços de alavanca para forças abaixo da linha neutra Tabela Braços de alavanca para forças acima da linha neutra Tabela Forças abaixo da linha neutra Tabela Forças acima da linha neutra Tabela Braços de alavanca para forças abaixo da linha neutra Tabela Braços de alavanca para forças acima da linha neutra Tabela Forças abaixo da linha neutra Tabela Forças acima da linha neutra Tabela Braços de alavanca para forças abaixo da linha neutra Tabela Braços de alavanca para forças acima da linha neutra Tabela Resultado dos momentos para a primeira situação Tabela Resultado dos momentos para a segunda situação Tabela Resultado dos momentos para a terceira situação Tabela Comparação entre carga última e carga de serviço Tabela Flechas calculadas para uma carga de serviço de 300 kg/m Tabela Flechas calculadas para uma carga de serviço de kg/m Tabela Flechas medidas para uma carga de 9,5 kn Lista de Símbolos Letras Romanas Maiúsculas A E E a Área da seção transversal Braços de alavanca para forças abaixo da linha neutra Módulo de elasticidade do aço

17 E c F F a F aço F ck F concreto F y I local I sm L M M r M último P Q Y c Módulo de elasticidade do concreto Forças abaixo da linha neutra Força aplicada Força de resistência do aço Resistência característica do concreto Força de resistência do concreto Tensão de escoamento do aço Momento de inércia local de cada material Momento de inércia da seção mista Comprimento do vão Momento Momento resistente Momento último Carga Carga de serviço Centróide da seção mista Letras Romanas Minúsculas b e f l m n n q y Largura efetiva da laje mista Braços de alavanca acima da linha neutra Forças acima da linha neutra Comprimento do vão 3 Número de forças acima da linha neutra Número de forças abaixo da linha neutra Fator de transformação do concreto/aço Carga distribuída na laje mista Centróide de cada material Letras Gregas φ φ c ρ Coeficiente de resistência do aço Coeficiente de resistência do concreto Relação entre momento medido e momento previsto

18 χ Relação entre carga última e carga de serviço Flecha da laje mista Lista de Abreviaturas BMP BMN LN ASTM LVDT CSA NBR LEM-DEC PUC-Rio Bandeja para momento positivo. Bandeja para momento negativo. Linha neutra. American Society for Testing and Materials. Linear Variable Differential Transducer. Canadian Standards Association. Norma Brasileira Registrada. Laboratório de Estruturas e Materiais Departamento de Engenharia Civil. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.

19 19 1 Introdução Os últimos estudos realizados por vários pesquisadores [1] têm revelado que o aço, um elemento estrutural próprio para a construção industrializada, pode viabilizar a construção civil de residências e edifícios comerciais, públicos, institucionais e privados. Alguns fatores [1] são determinantes para que essas novas construções sejam realizadas,tais como: arquitetos experimentam o aço na busca de uma nova expressão de suas idéias; engenheiros estruturais vêm colaborando na estabilização de soluções arquitetônicas variadas; empresários acreditam na possibilidade de buscar soluções não convencionais para o sucesso de seus empreendimentos; professores, arquitetos e engenheiros, que a partir de pesquisas que resultam em teses de mestrado e doutorado, têm contribuído para a expansão do conhecimento; autores de livros de engenharia e arquitetura, que nos últimos anos têm dado uma maior importância para a estrutura metálica, contribuem no aumento de bibliografias; fabricantes transformam idéias em conceitos de obra. Além disso, do ponto de vista tecnológico: aços estruturais de alta qualidade e resistência permitem a expressão arquitetônica, com a estabilização dos sistemas arquitetônico-estruturais com custos compatíveis; novos materiais, tais como a parede de gesso acartonado tipo Dry Wall e painéis de material de baixa densidade, estão sendo desenvolvidos; vários sistemas de lajes mistas estão sendo desenvolvidos para a viabilização de obras; há um crescente interesse das usinas siderúrgicas no mercado da construção civil, facilitando o desenvolvimento das estruturas metálicas.

20 20 Nos países onde o desenvolvimento tecnológico atinge um nível mais avançado que o nosso, os perfis laminados têm forte presença na execução de obras. Nas indústrias siderúrgicas estes perfis se apresentam como um forte fator para obtenção de lucros. No Brasil, os perfis soldados começam a dividir espaço com os perfis laminados de aba larga, que otimizam peso e custo nas construções civis. A fim de popularizar o uso da estrutura metálica, é necessário conhecimento técnico, visão geral da obra e integração das equipes das áreas de projeto e construção dentro de um único processo industrial. Na prática isto vem ocorrendo a partir da constatação que o uso das estruturas metálicas não só estimula a criatividade como também facilita o processo de montagem e acabamento,na construção civil. Esta dissertação apresenta um novo e econômico tipo de laje mista, que possibilita o uso de perfil de chapa dobrada. Este perfil substitui as barras de aço, a fôrma da laje e as escoras durante a cura do concreto, as quais ocupam grande parte do canteiro de obras. A não utilização das escoras permite um trabalho contínuo na construção Motivação A cada dia os projetos arquitetônicos estão ficando mais arrojados e, para acompanhar essas evoluções, novas técnicas de construções estão sendo desenvolvidas. Estruturas de lajes mistas já vêm sendo utilizadas na prática (Figuras 1.1 e 1.2). No entanto, nenhum estudo foi realizado para testar a eficiência deste tipo de estrutura. Dessa forma, a motivação dessa dissertação veio da necessidade de um estudo teórico e experimental que comprovasse essa eficiência.

21 21 Figura 1.1 Passarela construída com perfil C. Figura 1.2 Escada construída com perfil C Objetivos O objetivo deste trabalho de dissertação é desenvolver e avaliar experimental e teoricamente o comportamento estrutural de um sistema de laje mista com a utilização de perfis de chapa dobrada incorporada. A idéia é que este sistema acelere e barateie a construção, viabilizando o uso da laje mista e criando uma alternativa para as lajes convencionais pré-fabricadas.

22 22 Na tentativa de possibilitar a utilização do sistema de laje, foi necessário: estudar as dimensões do perfil, buscando o melhor perfil metálico, a melhor seção transversal, a melhor espessura, a melhor altura, o vão mais adequado para o tipo de construção proposto e a melhor solução estrutural (bi-apoiado, 3 apoios, 4 apoios); verificar a viabilidade, as dificuldades associadas aos processos de fabricação destes perfis e a sua facilidade de montagem; avaliar o uso de séptos entre o perfil e o concreto; avaliar experimentalmente o sistema proposto, através de testes em escala real; estudar o comportamento estrutural das lajes mistas, avaliando as deformações, os deslocamentos, as flechas finais e os possíveis modos de ruínas. Assim, este trabalho está dividido em duas etapas: um estudo teórico e o desenvolvimento prático do sistema de laje mista 1.3. Escopo Essa dissertação encontra-se organizada da seguinte forma: Capítulo 2 Contém informações gerais de lajes mistas, os tipos mais freqüentes, as vantagens e desvantagens e o modelo de laje mista proposto nesta dissertação. Capítulo 3 Apresenta uma descrição dos testes experimentais realizados incluindo as características geométricas da estrutura, a maneira como foram montados e executados e os materiais e a instrumentação utilizados. Capítulo 4 Apresenta os resultados experimentais dos testes realizados, as propriedades dos materiais do aço dos perfis e o modo de ruína das lajes mistas apresentou. Capítulo 5 Apresenta a análise dos resultados obtidos nos testes experimentais, a avaliação dos deslocamentos, as deformações e os modos de ruínas e a comparação dos dados com um modelo analítico. Capítulo 6 Apresenta as conclusões do trabalho e as sugestões para trabalhos futuros.

23 23 2. Sistemas de Lajes 2.1. Considerações Gerais de Lajes Empregadas em Estruturas de Aço Neste capítulo são apresentados os tipos mais comuns de sistemas de lajes utilizadas na construção civil Laje Maciça A laje maciça é o sistema construtivo mais difundido atualmente na construção civil (casas, edifícios, garagens, etc.). A laje consiste de fôrmas e escoras de madeira que sustentam a estrutura durante o processo de cura do concreto [2]. A estrutura final é mais pesada do que as estruturas utilizadas em outros métodos construtivos e apresenta um alto tempo de espera para utilização. Este sistema de laje maciça também apresenta um custo elevado se comparado a outros tipos de sistemas construtivos. A Figura 2.1 mostra as escoras e as fôrmas necessárias para se construir uma laje maciça. Figura 2.1 Detalhe das escoras e fôrmas para uma laje maciça.

24 Lajes Pré-fabricadas ou Pré-moldadas com Nervuras e Blocos As lajes pré-moldadas são utilizadas com elementos já prontos para montagem, ou seja, usam vigotas e blocos de concreto ou tijolos cerâmicos para execução da laje do forro e do piso. A praticidade do uso de lajes pré-moldadas é devido a sua facilidade e a sua rapidez durante a montagem. A Figura 2.2 apresenta um sistema de laje que utiliza blocos de concretos e vigas prémoldadas. Figura 2.2 Disposição dos elementos de uma laje pré-fabricada [2]. A variável a na Figura 2.2 representa a distância entre vigotas em lajes pré-moldadas. Os valores de a podem ser vistos na Tabela 2.1 Tipo de Blocos Valores de a (cm) Cerâmicos comuns 47 Cerâmicos médios 41 Cerâmicos pequenos 34 Cimento 52 Tabela 2.1 Valores de a para diversos tipos de blocos [2]. Os valores para os blocos de concreto listados na Tabela 2.1 mais utilizados neste sistema são apresentados na Tabela 2.2.

25 25 Blocos Eixo a Eixo (cm) Quantidade por m 2 Peso (Kg) Cerâmicos comuns Cerâmicos médios Cerâmicos pequenos Cimento Tabela 2.2 Dimensões dos blocos de concreto [2]. A Figura 2.3 mostra o início da concretagem de uma laje pré-moldada com blocos cerâmicos. Figura 2.3 Concretagem de uma laje pré-moldada com blocos cerâmicos Lajes Treliçadas A laje treliçada é composta de uma estrutura espacial com vigas (Figura 2.4) e elementos de enchimento que podem ser cerâmicas, EPS (isopor), concreto, concreto celular e outros [2]. Pode-se destacar algumas vantagens desse sistem de laje: vence vãos e sobrecargas maiores; possui melhor aderência concreto-viga, não possibilitando trincar; necessita menos mão-de-obra de montagem e de transporte;

26 26 possibilita parede sobre a laje; Figura 2.4 Modelo de treliça utilizada nas lajes [3]. A Tabela 2.3 apresenta especificações técnicas dos tipos de treliças utilizadas neste sistema. TIPOS DE TRELIÇAS PADRONIZADAS MODELO ALTURA PESO DIAMETROS DOS FIOS ( mm ) Kg/m SUPERIOR SENOZOIDE INFERIOR TR 6 ( 644 ) TR 8 ( 644 ) TR 8 ( 646 ) TR10 ( 644 ) TR10 ( 645 ) TR12 ( 644 ) TR12 ( 645 ) TR12 ( 646 ) TR12 ( 745 ) TR16 ( 745 ) TR16 ( 746 ) TR20 ( 746 ) TR20 ( 756 ) TR25 ( 856 ) TR30 ( 856 ) Tabela 2.3 Especificação técnica das treliças [3]. As Figuras 2.5 e 2.6 apresentam exemplos de lajes treliçadas com enchimento de cerâmica e isopor.

27 27 Figura 2.5 Laje treliçada com enchimento de cerâmica [3]. Figura 2.6 Laje treliçada com enchimento de isopor [3] Lajes Protendidas O concreto protendido tem evidenciado vantagens técnicas e econômicas no campo das construções de pontes e de reservatórios. Nos últimos anos, graças a estudos realizados [2], as características do concreto protendido vêm sendo utilizadas também em edifícios e particularmente em lajes. Algumas características das lajes protendidas podem ser destacadas:

28 28 as deformações são menores do que nas lajes de concreto armado e nas estruturas metálicas equivalentes; o emprego de aços de alta resistência torna as estruturas mais econômicas; as deformações devido ao peso próprio podem ser completamente eliminadas; é possível uma retirada antecipada do escoramento e das fôrmas, pelo fato de se trabalhar com tensões relativamente baixas; há um melhor comportamento da estrutura com relação às fissuras; A ausência de vigas oferece vantagens evidentes para execução da obra quanto à economia, tanto de material quanto de tempo; as resistências ao puncionamento são maiores. As Figuras 2.7 e 2.8 apresentam o processo de montagem de lajes protendidas. Figura 2.7 Execução de uma laje protendida [4]

29 29 Figura 2.8 Execução da protensão de uma laje [4] Lajes Mistas Lajes mistas são aquelas em que a fôrma de aço é incorporada ao sistema de sustentação das cargas. Antes da cura do concreto, elas funcionam como suporte das ações permanentes e sobrecargas de construção. Depois da cura, funcionam como parte da armadura de tração da laje ou como a armadura em si [5]. Denomina-se comportamento misto aço-concreto aquele que passa a ocorrer após a fôrma de aço e o concreto terem sido combinados para formar um único elemento estrutural. Conforme apresentado na Figura 2.9 a fôrma de aço deve ser capaz de transmitir o cisalhamento longitudinal na interface açoconcreto por meio de: ligação mecânica por mossas nas fôrmas de aço trapezoidais (Figura 2.9a); ligação por atrito devido ao confinamento do concreto nas fôrmas de aço com cantos reentrantes (Figura 2.9b).

30 30 Figura Lajes com fôrma de aço incorporada [5]. As vantagens do sistema de lajes mistas são [5,6]: dispensa de escoramento; redução de desperdício de material; facilidade de instalação e maior rapidez na construção; facilidade de passagem de dutos e de fixação de forros; redução (ou eliminação) da armadura de tração na região de momentos positivos; maior segurança do trabalho, por funcionar como plataforma de serviço e de proteção aos operários que trabalham nos andares inferiores; praticidade de execução, uma vez que a fôrma fica incorporada ao sistema, não havendo a etapa de desfôrma. No entanto, algumas desvantagens podem ser citadas: necessidade de utilização de forros suspensos, por razões estéticas; maior quantidade de vigas secundárias, caso não se utilize o sistema escorado e/ou fôrmas de grande altura, devido a limitações dos vãos antes da cura do concreto.

31 Tipos de Lajes Mistas Nos próximos itens serão apresentados alguns tipos de lajes mistas Sistema Misto com Deck-Metálico (Steel Deck) Painéis de chapas metálicas (aço ou alumínio) de reduzida espessura e dobrados a frio podem ser utilizados eficientemente como fôrma permanente em lajes de piso de concreto [6]. As principais vantagens de um sistema deste tipo são a dispensa do uso de fôrmas e a redução ou ausência de escoramentos por ocasião da concretagem e a rapidez de execução da obra. Caso estes painéis possuam mossas ou corrugações eficientes entre aço e concreto, então a chapa de aço passa a funcionar como armadura positiva da laje e, neste caso, o painel passa a ser chamado de deck-metálico. Para que o deck-metálico funcione de modo satisfatório nas várias etapas construtivas, é necessário que ele não apresente deformações excessivas no momento da concretagem e que após a cura do concreto seja desenvolvida uma forma efetiva de ligação entre os dois materiais. Deste modo, o problema do empoçamento do concreto é evitado e um comportamento adequado na fase de utilização é garantido. A geometria e o tipo de mecanismo de aderência concreto-aço influenciam diretamente a capacidade de suporte de carga do deck-metálico. Conforme apresentado na Figura 2.10a), no início do desenvolvimento do deck-metálico, eram soldados vergalhões em painéis tipo telha. Os vergalhões possibilitam uma aderência necessária. Contudo, deve-se considerar o trabalho adicional de soldagem em perfil de chapa de espessura reduzida. Na tentativa de evitar esse trabalho adicional, foi fabricado um perfil com reentrâncias e corrugações de alma e mesa, como mostrado nas Figuras 2.10b e 2.10c. O perfil da Figura 2.10c é mundialmente conhecido como HOLORIB, difundido principalmente nos países europeus e geralmente apresenta uma altura de 50 milímetros,. Nos países norte-americanos o deck-metálico trapezoidal (Figuras 2.10d e 2.10e) é o mais empregado. A altura deste perfil varia de 38 a 76 milímetros, podendo atingir até 90 milímetros; a espessura da chapa varia entre 0,76 a 1,5 milímetros.

32 32 A geometria do perfil tem grande influência na resistência por aderência mecânica, como mostra a reentrância na alma do perfil da Figura 2.10d. A principal função desta reentrância é aumentar a resistência ao escorregamento nas corrugações da parte inferior da canaleta, por confinamento do concreto nesta região. Os perfis mostrados na Figura 2.10, em função da geometria e da espessura da chapa, são empregados em vãos desde 600 até milímetros, dependendo também do peso e da resistência do concreto usado, existência ou não de linha de escoramento no centro do vão e da espessura da laje. Figura Geometria e fôrmas de aderência mecânica [6]. Dependendo da geometria do deck-metálico e da eficiência dos elementos de aderência mecânica, a ruína da laje mista pode ocorrer de três maneiras: ruína por flexão na seção de máximo momento, de acordo com a seção I-Id na Figura 2.11; ruína por deslizamento longitudinal quando a resistência à aderência é ultrapassada, segundo a seção II-II da figura 2.11; ruína por cisalhamento vertical (seção III-III, Figura 2.11).

33 33 Figura Modos de ruínas de lajes mistas [6]. Uma interpretação de como cada um destes modos de ruína podem ser predominantes é mostrada no gráfico da Figura 2.12, no qual L v é o comprimento do trecho da laje com cisalhamento máximo. Caso L v seja grande, predomina a ruína por flexão, por tratar-se de laje sub-armada. Caso L v seja pequeno, predomina a ruína por cisalhamento vertical. Com L v intermediário, que é o caso mais usual, a ruína por escorregamento longitudinal é que controla a resistência da laje mista. Figura Modos de ruínas [6].

34 Sistema Proposto por Takey O trabalho teórico-experimental proposto em [2] apresenta o estudo de uma laje mista com uso de perfis metálicos de chapa dobrada e isopor, seqüencialmente dispostos lado a lado e preenchidos com concreto armado. Neste sistema misto, as vigotas de concreto foram substituídas por chapas de aço dobradas, preenchidas com concreto, e as lajotas de tijolo comum foram substituídas por blocos de isopor, tornando a estrutura mais leve. O início da pesquisa apresentada em [2] se deu com o estudo da forma da seção de chapa dobrada. A idéia era que esta chapa atuasse tanto como fôrma quanto como armadura positiva. Com base nessa idéia, Takey realizou um estudo das chapas dobradas a frio e suas influências nas propriedades mecânicas do aço. O aço trabalhado a frio produz um aumento de resistência, gerando propriedades diferentes entre seções na dobra e na parte plana do material [2]. A partir do projeto de perfis de chapa dobrada [2] foi realizada uma análise paramétrica de um perfil trapezoidal, variando suas dimensões e avaliando a sua resistência à tração uniforme, a flexão simples e os valores das cargas suportadas após a construção. As principais variáveis adotadas em [2] foram as dimensões do perfil, a altura e a espessura da chapa metálica e o número de vãos contínuos. A espessura da chapa variou de 1,52 a 3,0 milímetros e a altura do perfil de 70 a 150 milímetros. Em [2] diversos sistemas estruturais foram estudados, desde a situação biapoiada até uma com 4 apoios, variando os vãos de 1,5 a 6,0 metros. Também foram realizadas comparações do vão máximo para a flecha máxima da seção. Foram medidas a carga máxima suportada por cada vão para os momentos máximos positivos e negativos, cargas após a construção, a inércia e o peso do aço por vão. Depois de analisados e comparados todos esses parâmetros, foi obtido um perfil ideal para ser utilizado.

35 Sistema de Laje Mista Proposto O estudo apresentado nesta dissertação tem como objetivo propor uma solução alternativa de laje mista. Pretende-se com esta solução aumentar a produtividade em tempo e material, e também investigar a sua aplicabilidade em setores diversos como residências, ambientes onde o escoramento é inviável e locais onde a rapidez de execução é imprescindível. O objetivo deste estudo é produzir um sistema de laje mista com utilização de perfil de chapa dobrado incorporado e estudar o quanto este sistema é resistente quando uma determinada carga é aplicada. O perfil atua como fôrma e armadura positiva.

36 36 3. Descrição dos Testes Experimentais Neste capítulo serão descritos todos os testes experimentais realizados Considerações Iniciais O sistema estrutural construído consiste em uma laje mista com perfil C enrijecido e preenchido com concreto estrutural. Foram realizados oito testes nos quais apenas uma bandeja foi utilizada (somente um perfil C na laje mista) e dois testes nos quais foram utilizadas três bandejas. Alguns testes foram executados para ruína com momentos positivos e três para momentos negativos. Os testes foram denominados de BMP-1, BMP-2, BMP-3, BMP-4, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMN-1, BMN-2 e BMN-3, sendo que BMP refere-se os testes com momentos positivos e BMN os testes com atuação de momentos negativos. As dimensões das lajes mistas testadas são apresentadas na Tabela 3.1. Laje Largura (m) Vão (m) BMN BMN BMN BMP BMP BMP BMP BMP BMP BMP Tabela 3.1 Dimensões das lajes mistas testadas. A Figura 3.1 apresenta a seção transversal do perfil utilizado nas lajes mistas BMN 1 3 e BMP 1-5.

37 37 Figura 3.1 Seção transversal do perfil C enrijecido. 3.2 Descrição Geral dos Testes Experimentais Para realização dos testes, alguns parâmetros foram pré-definidos e alguns procedimentos adotados: todas as lajes mistas ensaiadas foram bi-apoiadas: um apoio era de primeiro gênero e o outro de segundo gênero, conforme apresentado na Figura 3.2; a carga foi aplicada igualmente em dois pontos, distantes de 1/3 do vão (Figuras 3.2, 3.3 e 3.4). Para aplicar a carga, foi necessário utilizar uma viga de distribuição de cargas; nas lajes mistas compostas de apenas uma bandeja, a aplicação da carga foi de 0,5 em 0,5 kn até a carga máxima, isto é, até atingir o colapso da laje. Nas lajes mistas compostas de três bandejas, a aplicação de carga foi de 2 em 2 kn. Após 10 kn a carga foi aplicada de 1 em 1 kn até atingir o colapso da laje.

38 38 Figura Esquema da aplicação de carga. Figura Esquema de aplicação de carga para laje mista com uma bandeja.

39 39 Figura 3.4- Esquema de aplicação de carga para laje mista com três bandejas Preparação dos Testes Nos próximos itens serão apresentados todas as etapas de preparação dos testes e as instrumentações utilizadas Fôrma de Contenção Lateral As lajes mistas compostas de apenas uma bandeja não precisaram de fôrma de contenção lateral e nem de escoras. As fôrmas eram os próprios perfis e foram concretadas diretamente no local do teste (Figura 3.5).

40 40 Figura Modelo da seção transversal da laje mista. As lajes mistas compostas de três bandejas tinham dimensões de 0,58 x 4,8 metros. Apesar de a estrutura ser auto-sustentável e não necessitar de escoras, fez-se necessário o uso de uma fôrma de contenção lateral para o concreto, pelo fato da laje mista ter uma capa de 50 milímetros. conforme pode ser visto nas Figuras 3.6 e 3.7. Figura Modelo da seção transversal da laje mista de três bandejas.

41 41 Figura Fôrma de contenção lateral da laje mista Armadura de Pele Contra Fissuras de Superfície Para evitar fissuras nas lajes mistas, foi utilizada uma armadura de pele simples com vergalhões de bitola de 5.0 milímetros a cada 200 milímetros em ambas as direções. Esta armadura foi disposta acima do perfil, proporcionando a ligação entre os perfis e a capa de concreto de 50 milímetros. A armadura foi empregada somente nas lajes mistas que continham os três perfis (BMP-6 e BMP-7). Com o objetivo de aumentar a capacidade de carga, foi empregada uma armadura positiva na laje constituída de 3 vergalhões de 5 /16 (Figura 3.8).

42 42 Figura 3.8- Armadura de pele Apoios O sistema estrutural utilizado foi o sistema bi-apoiado. Em uma extremidade foi utilizado o apoio de primeiro gênero, que impede apenas o deslocamento vertical, deixando livre o deslocamento horizontal e a rotação. Na outra extremidade foi utilizado o apoio de segundo gênero, que impede o deslocamento vertical e o horizontal, deixando livre somente a rotação. A distância entre os apoios da laje variou de acordo com o comprimento das mesmas. Os apoios da viga de distribuição de carga seguiram o mesmo padrão dos apoios das lajes mistas: em uma extremidade, apoio de primeiro gênero e, na outra, apoio de segundo gênero (Figuras 3.9, 3.10, 3.11 e 3.12).

43 43 Figura Apoio de primeiro gênero da laje mista. Figura Apoio de segundo gênero da laje mista.

44 44 Figura Apoio de primeiro gênero da viga de distribuição. Figura Apoio de segundo gênero da viga de distribuição Concreto Para a realização dos testes foi obtido um concreto de 20 MPa de resistência. O traço utilizado foi de 1 : 2,68 : 3,68 (cimento, areia e brita) para um fator água/cimento (X) que variava de 0,4 a 0,45, dependendo da umidade do material utilizado. Foram utilizados corpos de prova padrão com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, obtendo-se uma área de 78,5 cm 2. Os corpos de prova foram preparados de acordo com a ABNT [7].

45 45 Para os testes das lajes com apenas um perfil, houve rompimento dos corpos de prova somente no dia do ensaio, para verificar se a resistência atual estava aproximadamente 20 MPa. Para as lajes com três perfis (BMP-6 e BMP- 7), houve rompimento aos 3, 7, 21 e 28 dias, conforme apresentado na Tabela 3.2. Teste Resistência (MPa) 3 dias 7 dias 21 dias 28 dias teste BMP - 6 CP CP BMP - 7 CP - 1 X CP - 2 X CP - 3 X CP - 4 X X CP - 5 X X CP - 6 X X Tabela 3.2 Resultados dos corpos de prova ensaiados Instrumentação A instrumentação foi utilizada para medir os valores das cargas aplicadas, os deslocamentos e as deformações da estrutura. As leituras da carga foram feitas por duas células de carga da marca KYOWA, uma com capacidade de 10 toneladas e outra com capacidade de 20 toneladas. Os deslocamentos foram medidos por LVDTs (Linear Variable Differential Transducer) da marca Gerfran, com curso de 50 e de 300 milímetros, e por relógios (para consulta analógica) da marca Tesa, com curso de 50 milímetros. As deformações foram obtidas por meio de extensômetros elétricos lineares (strain gages). A célula de carga e os LVDTs foram todos calibrados antes da realização dos testes, definindo as constantes de calibração de cada instrumento. As leituras dos LVDTs e dos extensômetros foram obtidas por meio de um micro-computador conectado através de uma interface HP-IB, modelo 82990A, conectada a uma unidade de controle de aquisição de dados, modelo 3497A,

46 46 com 110 canais, e a um expansor, modelo 3498A, com 60 canais. Tanto a unidade de controle quanto o expansor são da marca HEWLETT-PACKARD. Para verificação das leituras dos LVDTs foram empregados relógios analógicos com curso máximo de 50 milímetros. As características dos instrumentos utilizados são apresentadas na Tabela 3.3. Instrumento Marca Curso / Capacidade Sensibilidade LVDTS GERFRAN 50 mm mm GERFRAN 300 mm mm Relógio TESA 50 mm 0.01 mm Células de KYOWA 10 t Carga KYOWA 20 t Tabela 3.3 Características dos instrumentos utilizados. As Figuras 3.13, 3.14 e 3.15 mostram os instrumentos que foram utilizados nos testes. Figura 3.13 LVDT de 50 milímetros.

47 47 Figura 3.14 LVDT de 300 milímetros. Figura 3.15 Relógio analógico. 3.3 Testes Experimentais Testes das Lajes BMP 1 e BMP 2 O primeiro e o segundo testes (respectivamente, BMP 1 e BMP 2) utilizaram uma laje de dimensões 0,2 x 5,0 metros com séptos nas extremidades. Não existia nenhuma conexão mecânica entre o aço e o concreto,

48 48 e a resistência ao cisalhamento na interface aço/concreto é resultante do confinamento do concreto na viga deformada de aço. Os apoios foram colocados a 10 cm de cada extremidade, restando um vão livre de 4,8 metros. Para estes testes foram utilizados três LVDTs de curso de 50 milímetros e um relógio analógico. O relógio e um LVDT foram colocados no meio do vão, e os outros dois LVDTs foram colocados a cada 1/3 do vão. (Figura 3.16, 3.17 e 3.18). Figura 3.16 Posicionamento dos LVDTs e do relógio na laje mista. Figura 3.17 Detalhe do relógio.

49 49 Figura 3.18 Detalhe do LVDT. No teste da laje BMP 1 foram colocados dois extensômetros no meio do vão para medir a deformação do concreto, como mostram as Figuras 3.19 e No teste da laje BMP 2 foram colocados dois extensômetros no meio do vão para medir a deformação da fôrma (aço), como mostra a Figura Figura 3.19 Esquema do extensômetro no concreto na laje mista BMP 1. Figura 3.20 Esquema do extensômetro no aço na laje mista BMP 2.

50 50 Figura 3.21 Detalhe dos extensômetros no concreto na laje mista BMP 1. O teste foi iniciado após a devida instrumentação da estrutura. A carga foi aplicada a cada 0,5 kn continuamente até a estrutura atingir o colapso. A medição dos deslocamentos e das deformações se fazia após cada carregamento de 0,5 kn. A célula de carga utilizada foi a de 10 toneladas Teste da Laje BMN 1 O terceiro teste (BMN 1) foi realizado com a laje de 0,2 x 5,0 metros com séptos nas extremidades, para momento negativo. Neste teste, o aço (fôrma) foi submetido à compressão e o concreto à tração. Houve a necessidade da inversão da posição da laje mista, como mostrado na Figura Figura 3.22 Detalhe da laje BMN 1.

51 51 Como nos BMP 1 e BMP 2, neste teste os apoios foram colocados a 10 centímetros das extremidades, resultando em um vão livre de 4,8 metros. Para a medição dos deslocamentos, foram utilizados três LVDTs com curso de 50 milímetros e um relógio analógico. O relógio e um LVDT foram colocados no meio do vão e os outros LVDTs foram colocados a cada 1/3 do vão. O esquema da posição dos LVDTs e do relógio foi apresentado na Figura Para medição da deformação foram utilizados dois extensômetros de 120 homs no concreto. O esquema da posição dos extensômetros foi mostrado na Figura Assim como BMP 1 e BMP 2, o teste BMN 1 foi iniciado. A célula de carga utilizada foi a 10 toneladas Teste da Laje BMP 3 O quarto teste realizado (BMP 3) foi com uma laje mista de 0,2 x 3,0 metros para momento positivo. Esta laje mista, além dos séptos nas extremidades, tinha séptos a cada terço do vão, como mostra a Figura Todos os séptos foram feitos do próprio material da fôrma (aço) e com uma espessura de 2,10 milímetros. Figura 3.23 Detalhe da fôrma com séptos nas extremidades e a cada terço do vão. Como nos testes anteriores, os apoios foram colocados a 10 centímetros das extremidades, resultando um vão livre de 2,8 metros. Para medição dos deslocamentos foram utilizados um relógio analógico e três LVDTs, sendo que dois eram de curso de 300 milímetros e um era de curso de 50 milímetros. O relógio e um LVDT de 300 milímetros foram colocados no

52 52 meio do vão, enquanto os outros dois foram colocados a cada 1/3 do vão, como mostra a Figura Figura 3.24 Posicionamento dos LVDTs e do relógio na laje mista. Não foram utilizados extensômetros para medição de deformação do concreto e do aço, pelo fato de já se ter uma idéia do comportamento da estrutura. Como anteriormente, o teste teve início após a instrumentação. O carregamento foi realizado de 0,5 em 0,5 kn até que o colapso da estrutura fosse atingido. A medição estrutural foi realizada a cada incremento de carga, isto é, a cada 0,5 kn. A célula de carga utilizada foi a com capacidade de 10 toneladas Testes das Lajes BMN 2 e BMN 3 O quinto e o sexto testes (BMN 2 e BMN 3) realizados foram com lajes de 0,2 x 2,5 metros para momentos negativos. Essas duas lajes não tinham séptos nas extremidades e nem a cada terço do vão, mas tinham armadura de 3 φ 5/16, ao longo do comprimento (Figura 3.25). Novamente foi invertida a bandeja, isto é, o aço (fôrma) foi submetido a esforços de compressão e o concreto foi submetido a esforços de tração.

53 53 Figura 3.25 Detalhe das lajes BMN 2 e BMN 3. Para as medições dos deslocamentos nos testes das lajes BMN 2 e BMN 3, foram utilizados um relógio analógico e três LVDTs, sendo dois com curso de 300 milímetros e um com curso de 50 milímetros. Novamente o relógio e um LVDT (com curso de 300 milímetros) foram colocados no meio do vão e os outros dois LVDTs foram colocados em cada terço do vão (Figura 3.26). O vão livre desta laje era de 2,3 metros. Figura 3.26 Posicionamento dos LVDTs e do relógio nas lajes BMN 1 e BMN 2. Não foram utilizados extensômetros para medição de deformação do concreto e do aço, pelo fato de já se ter uma idéia do comportamento da estrutura. Novamente o teste teve início após a devida instrumentação. O carregamento foi realizado de 0,5 em 0,5 kn até atingir-se o colapso da

54 54 estrutura. A medição estrutural foi realizada a cada incremento de carga. A célula de carga utilizada foi a que tinha capacidade de suportar 10 toneladas Testes das Lajes BMP 4 e BMP 5 O sétimo e o oitavo testes (BMP 4 e BMP 5) realizados para momentos positivos foram com lajes mistas de 0,2 x 5,0 metros de comprimentos, com séptos nas extremidades e a cada terço do vão, conforme apresentado na Figura Figura 3.27 Detalhe da fôrma com séptos nas extremidades e em cada terço do vão. Os equipamentos utilizados para medições de deslocamentos foram: três LVDTs, sendo um com curso de 50 milímetros e os outros dois com curso de 300 milímetros, e um relógio analógico. Um LVDT de curso de 300 milímetros e o relógio foram colocados no meio do vão e os outros LVDTs foram colocados a cada terço do vão, como mostra a Figura 3.28.

55 55 Figura 3.28 Posicionamento do relógio e dos LVDTs nas lajes mistas. O teste foi iniciado após a devida instrumentação. A carga foi aplicada continuamente até o colapso das estruturas em intervalos de 0,5 kn e as medições foram feitas a cada incremento de carga. A célula de carga utilizada no ensaio tinha capacidade de suportar 10 toneladas Testes das Lajes BMP 6 e BMP 7 Os testes BMP 6 e BMP 7 consistiram na utilização de lajes mistas de dimensões de 0,58 x 5,0 metros, testadas para momentos positivos. Essas lajes mistas eram constituídas da junção de três bandejas, como mostra a Figura Essas bandejas foram soldadas entre si. As soldas tinham o comprimento de 100 milímetros e eram espaçadas de 300 milímetros. (Figuras 3.29 e 3.30). Figura 3.29 Detalhe das fôrmas soldadas.

56 56 Figura 3.30 Detalhe da solda nas fôrmas. As lajes mistas tinham séptos nas extremidades e em cada terço do vão, e uma armadura de comprimento de 4,0 metros centrados em relação ao vão (3 φ de 8 milímetros). Esta armadura foi colocada somente na bandeja mais baixa, a uma altura de 30 milímetros da fôrma. Para obter esse espaçamento, foram confeccionados espaçadores de vergalhões dobrados, como mostra a Figura Essas lajes tiveram também uma capa de concreto de 50 milímetros de espessura. Entre as fôrmas e a capa de concreto, foi colocada uma malha feita com vergalhões de bitola de 5,0 milímetros a cada 200 milímetros em ambas as direções. O detalhe da armadura foi apresentado na Figura 3.8. Figura 3.31 Detalhe da seção transversal das lajes BMP 6 e BMP 7.

57 57 Figura 3.32 Detalhe dos espaçadores de vergalhões dobrados. Como a armadura era ao longo do comprimento das lajes, foi necessário PUC-Rio - Certificação Digital Nº /CA perfurar os séptos nos terços do vão para a passagem dos vergalhões, como mostram as Figuras 3.33 e Figura 3.33 Detalhe dos vergalhões nos séptos.

58 58 Figura 3.34 Vista superior da laje. Para medição dos deslocamentos, foram utilizados somente três relógios analógicos. Os relógios foram posicionados da seguinte maneira: um no centro do vão e os outros dois em cada terço. A célula de carga utilizada no teste foi a que tinha capacidade de suportar 20 toneladas. Figura 3.35 Posicionamento dos relógios na laje mista. Após a devida instrumentação o teste foi iniciado. A carga foi aplicada continuamente em intervalos de 200 Kg até a estrutura atingir o colapso.

59 59 4 Resultados Experimentais Para comprovação dos resultados teóricos foram realizados dez testes experimentais, os quais são apresentados neste capítulo. Todos os perfis utilizados são da mesma qualidade de material e foram cuidadosamente especificados para pertencerem à mesma remessa de chapa destinada à dobragem dos perfis Propriedades dos Materiais Propriedades Mecânicas As propriedades do aço utilizado nos testes foram obtidas através de ensaios de tração simples em uma Máquina INSTRON 5500R, com sensibilidade de 0,001% e com uma célula de carga com capacidade de 10 toneladas, (Figura 4.1). As deformações foram medidas através de um extensômetro mecânico (clip-gage), da marca INSTRON, com curso de 25 milímetros e sensibilidade de 0,0001%. (Figura 4.2). Figura 4.1 Ensaio de tração Máquina Universal.

60 60 Figura 4.2 Detalhe do Clip-Gage de medição. Foram ensaiados nove corpos de prova separados em três blocos, conforme mostra a Figura 4.3. As dimensões dos corpos de prova, segundo a norma ASTM69 [8] (Figura 4.4), podem ser vistas na Tabela 4.1. O Bloco 1 consiste de: Três corpos de prova retirados de uma das mesas do perfil A1, A2 e A3. O Bloco 2 consiste de: Três corpos de prova retirados da alma do perfil B1, B2 e B3. O Bloco 3 consiste de: Três corpos de prova retirados da outra mesa do perfil C1, C2 e C3. As espessuras dos corpos de provas do aço tiveram variações desprezíveis e sua espessura média é de 2,10 mm.

61 61 Figura 4.3 Posições dos corpos de prova. Figura 4.4 Dimensões dos corpos de prova segundo ASTM69. Dimensões do corpo de prova Medidas do corpo de prova (mm) Comprimento padrão G 100 ± 0,10 Largura W 20 ± 0,10 Espessura T Espessura da chapa Raio de Curvatura Mínimo R 25 Comprimento Total Mínimo L 300 Comprimento de Redução Mínimo A 120 Comprimento de Redução da Seção Mínimo B 75 Largura de Agarrar a Seção Aproximada C 25 Tabela 4.1 Dimensões dos corpos de prova do aço [8]. O material exibiu um patamar de escoamento bem definido em todos os ensaios. As propriedades mecânicas do aço obtidas no ensaio podem ser vistas na Tabela 4.2.

62 62 Corpo de Prova f y f u Modulo de Elasticidade (MPa) (MPa) (MPa) CP A1 331, , ,875 CP A2 325, , ,328 CP A3 322, , ,250 (*) Média 326, , ,484 Desvio Padrão 4,548 1, ,299 CP B1 313, , ,594 CP B2 354, , ,109 CP B3 331, , ,469 (*) Média 333, , ,391 Desvio Padrão 20,361 13, ,453 CP C1 326, , ,953 CP C2 345, , ,938 CP C3 346, , ,125 Média 339, , ,328 Desvio Padrão 11,023 6, ,169 Tabela 4.2 Propriedades mecânicas do aço utilizado. (*) Resultado sujeito erro de medição 4.2. Resultados dos Testes das Lajes Mistas com Perfil Tipo Bandeja Para comprovação dos resultados teóricos foram organizados dez testes em tamanho real, com características diversas de geometria, vão e com variação do número de séptos. Foram utilizadas placas soldadas dentro da canaleta do perfil C. Estas placas funcionaram como séptos da laje mista. Os dez testes não foram escolhidos aleatoriamente. Inicialmente os parâmetros de variação dos testes seriam apenas o tamanho e a quantidade de bandejas. Contudo, foi observado, ao realizar os primeiros testes, que outros parâmetros deveriam também ser investigados. Nas seções seguintes os parâmetros utilizados em cada teste são apresentados. A Tabela 4.3 abaixo lista as características dos testes realizados.

63 63 Teste Vão (m) Fck (MPa) Largura (m) Armadura N. de séptos BMP 1 4,8 22,1 0,2 Não 2 BMP 2 4,8 31,7 0,2 Não 2 BMP 3 2,8 37,8 0,2 Não 4 BMP 4 4,8 37,6 0,2 Não 4 BMP 5 4,8 39,34 0,2 Não 4 BMP 6 4,8 21,3 0,58 3 φ 8 mm 12 BMP 7 4,8 30,8 0,58 3 φ 8 mm 12 BMN 1 4,8 22,86 0,2 Não 2 BMN 2 2,3 35,6 0,2 3 φ 8 mm Sem séptos BMN 3 2,3 35,6 0,2 3 φ 8 mm Sem séptos Tabela 4.3 Características dos testes realizados. A avaliação dos testes foi feita através da análise dos gráficos que mostram a relação Carga x Deslocamento e da maneira como ocorreu a ruptura da laje. Como apresentado no Capítulo 2, basicamente os modos de ruptura (ruína) de uma laje podem ser: por flexão na seção de máximo momento; por deslizamento longitudinal quando a resistência à aderência é ultrapassada; por cisalhamento vertical Teste da Laje BMP 1 A laje mista BMP 1, de dimensões de 0,2 5,0 metros, teve um comportamento praticamente linear tanto para os deslocamentos como para as deformações, como mostram as Figuras 4.5, 4.6 e 4.7. Vale lembrar que os deslocamentos são medidos pelo relógio e pelos LVDTs e as deformações pelos extensômetros. A laje mista foi apoiada a 10 centímetros da extremidade, resultando um vão livre de 4,8 metros. A carga foi aplicada continuamente a cada 0,5 kn, distribuída em dois pontos até atingir o colapso. Esta distribuição de carga foi feita por uma viga de distribuição. Esta laje mista não possuía armadura. Os

64 64 séptos foram soldados dentro do perfil e foram posicionados somente nas extremidades. Não houve pré-carga neste teste. Os séptos colocados nas extremidades tinham como objetivo fechar o perfil para que o vazamento do concreto não ocorresse na concretagem. Figura 4.5 Gráfico de Carga x Deslocamento, a partir dos valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMP 1. Figura 4.6 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir dos valores medidos pelos LVDTs, no centro e a cada terço do vão BMP 1.

65 65 Figura 4.7 Gráfico de Carga Deformação, a partir de valores medidos pelos extensômetros no centro do vão BMP 1. O modo de ruína da laje se deu pela ruptura (esmagamento) do concreto, aproximadamente no meio do vão, conforme apresentado na Figura 4.8. Foi possível observar que não houve deslizamento do concreto nas extremidades (Figura 4.9), mas houve uma flambagem distorsional nas abas do perfil, como pode ser visto na Figura Esta flambagem distorsional pode ter ocorrido por uma falha na concretagem ou simplesmente pelo fato de a largura de 20 milímetros da aba não ter sido suficiente para confinar o concreto. A carga última desta laje foi de 9,50 kn e a flecha máxima foi de 280 milímetros. Figura 4.8 Configuração final da laje após a ruptura do concreto BMP 1.

66 66 Figura 4.9 Detalhe da extremidade da laje BMP 1. Figura 4.10 Detalhe da flambagem distorsional BMP Teste da Laje BMP 2 O objetivo do teste BMP 2 foi comprovar o teste BMP 1. A laje mista BMP 2, de dimensões de 0,2 5,0 metros, apresentava um vão livre de 4,8 metros devido aos apoios (um de primeiro e outro de segundo gênero) estarem a 10 centímetros das extremidades. A laje mista não tinha armadura e os séptos estavam, novamente, localizados somente nas

67 67 extremidades. A carga foi aplicada continuamente a cada 0,5 kn e distribuída em dois pontos por uma viga de distribuição. O comportamento da laje para os deslocamentos e para as deformações durante todo o ensaio é mostrado nos gráficos das Figuras 4.11, 4.12 e Vale lembrar que os deslocamentos foram medidos pelo relógio e pelos LVDTs e as deformações pelos extensômetros. Figura 4.11 Gráfico de Carga Deslocamento,a partir dos valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMP 2. Figura 4.12 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir dos valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão BMP 2.

68 68 Figura 4.13 Gráfico de Carga Deformação, a partir de valores medidos pelos extensômetros no centro do vão BMP 2. A ruína da laje foi também pela ruptura (esmagamento) do concreto no meio do vão. Novamente não ocorreu o deslizamento do concreto nas extremidades (Figura 4.14), mas ocorreu a flambagem distorsional da aba do perfil, como mostra a Figura A carga última foi de 9,75 kn e a flecha máxima foi de 126 mm. Figura 4.14 Detalhe da extremidade da laje BMP 2.

69 69 Figura 4.15 Detalhe da flambagem distorsional BMP 2. Os séptos tinham como objetivo evitar o vazamento do concreto na concretagem. Contudo, após a realização destes dois testes, foi observado que os séptos funcionaram como um impedimento para o não deslizamento do concreto Teste da Laje BMN 1 O objetivo do teste BMN 1 era avaliar o comportamento da laje para o momento negativo com as mesmas características dos testes BMP 1 e BMP 2. Os gráficos das Figuras 4.16, 4.17 e 4.18 mostram o comportamento da carga com relação ao deslocamento e a deformação da laje BMN 1. Esta laje tinha dimensões de 0,2 5,0 metros, e vão livre de 4,8 metros, pelo fato dos apoios estarem localizados a 10 centímetros das extremidades. A carga foi aplicada continuamente a cada 0,25 kn até o colapso da estrutura e distribuída em dois pontos por uma viga de distribuição. A laje mista não possuía armadura e os séptos eram somente os das extremidades. Com uma carga de 1,5 kn apareceram as primeiras fissuras no meio do vão. Depois, com uma carga de 3,5 kn, apareceram novas fissuras em um dos terços da laje. A ruptura dos extensômetros se deu com uma carga de 5,5 kn. A Figura 4.16 mostra o deslocamento da laje medido pelo relógio analógico. A Figura 4.17 mostra o deslocamento medido pelos LVDTs e a Figura 4.18 mostra as deformações do concreto medidas pelos extensômetros.

70 70 Figura 4.16 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMN 1. Figura 4.17 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e nos terços do vão BMN 1.

71 71 Figura 4.18 Gráfico de Carga Deformações, a partir de valores medidos pelos extensômetros no centro do vão BMN 1. A ruína da laje, apesar de não ter sido muito visível, ocorreu novamente pela ruptura do concreto (aproximadamente no meio do vão). Obteve-se a certeza dessa ruína através das fissuras e da ruptura dos extensômetros observadas na laje, como mostram, respectivamente, as Figuras 4.19 e Novamente não foi observado qualquer deslizamento do concreto nas extremidades da laje. A carga última foi de 8,62 kn, com flecha máxima de 325 mm (Figura 4.21). Figura 4.19 Detalhes das fissuras BMN 1.

72 72 Figura 4.20 Detalhe da ruptura dos extensômetros BMN 1 Figura 4.21 Vista da flecha da laje BMN 1. Os séptos tinham como objetivo evitar o vazamento do concreto na concretagem. Contudo, após a realização destes três testes, foi observado que os séptos funcionaram como um impedimento para o não deslizamento do concreto. Assim, surgiu a idéia de colocar os séptos em cada terço do vão.

73 Teste da Laje BMP 3 O objetivo do teste BMP 3 foi avaliar o comportamento da laje com os séptos nas extremidades e em cada terço do vão. Os gráficos das Figuras 4.22 e 4.23 mostram o comportamento da laje de 0,2 3,0 metros, com um vão livre de 2,8 metros, em relação ao deslocamento medido pelo relógio analógico e pelos LVDTs. Esta laje mista possuía séptos nas extremidades e em cada terço do vão. A carga foi aplicada continuamente a cada 0,5 kn até a estrutura atingir o colapso, e distribuída em dois pontos por uma viga de distribuição. A laje não possuía armadura. Figura 4.22 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMP 3.

74 74 Figura 4.23 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão BMP 3. A ruína da laje se deu pela ruptura do concreto, conforme apresentado na Figura 4.24, em um dos terços (onde havia uma placa funcionando como conector de cisalhamento). Foi notado que houve flambagem distorsional das abas do perfil (Figura 4.25). Novamente não ocorreu o deslizamento do concreto nas extremidades da laje. A carga última foi de 26,65 kn, com flecha total de 160 mm (Figura 4.26). Figura 4.24 Detalhe da ruptura do concreto BMP 3.

75 75 Figura 4.25 Detalhe da flambagem distorsional BMP 3. Figura 4.26 Vista da flecha da laje BMP Teste da Laje BMN 2 O objetivo do teste BMN 2 foi avaliar o comportamento da laje sem séptos. As Figuras 4.27 e 4.28 mostram o comportamento da laje de 0,2 2,5 metros, com um vão livre de 2,3 metros, em relação aos deslocamentos medidos pelo relógio analógico e pelos LVDTs. A carga foi aplicada continuamente a cada 0,5 kn e distribuída em dois pontos por uma viga de distribuição. Nesta laje mista não havia séptos nas extremidades e nem a cada terço do vão. No entanto, nela havia uma armadura que era composta por 3 φ de 8 milímetros,

76 76 espaçados a 30 milímetros da fôrma. Com uma carga de 5.65 kn apareceram as primeiras fissuras. Figura 4.27 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMN 2. Figura 4.28 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão BMN 2. Neste caso, houve apenas grandes fissuras (Figura 4.29) mas não ocorreu a ruptura do concreto. Mesmo sem os séptos nas extremidades não houve deslizamento do concreto, como pode ser verificado na Figura A carga última foi de 26,95 kn, apesar de não ter sido a carga de ruptura. O teste foi

77 77 interrompido sem ruína, quando o deslocamento no centro do vão atingiu 200 mm, ou seja, vão/12,5. A flecha da laje pode ser vista na Figura Figura 4.29 Detalhe das fissuras da laje BMN 2. Figura 4.30 Foto mostrando a ausência de deslizamento do concreto BMN 2.

78 78 Figura 4.31 Vista da flecha da laje BMN Teste da Laje BMN 3 O objetivo do teste BMN 3 foi comprovar os resultados do teste BMN 2. Os gráficos das Figuras 4.32 e 4.33 mostram o comportamento da laje de 0,2 2,5 metros, com um vão livre de 2,3 metros (como a laje mista BMN 2), em relação ao deslocamento medido pelo relógio analógico e pelos LVDTs. A carga foi aplicada em dois pontos por uma viga de distribuição, em intervalos de 0,5 kn até a sua ruptura. Não havia qualquer tipo de séptos. Havia somente uma armadura composta por 3 φ de 8 milímetros, espaçados a 30 milímetros da fôrma. As primeiras fissuras apareceram com uma carga de 15,5 kn.

79 79 Figura 4.32 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMN 3. Figura 4.33 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão BMN 3. A ruína da laje se deu pela ruptura do concreto (Figura 4.34), aproximadamente no meio do vão. Mesmo sem os séptos nas extremidades, não houve qualquer deslizamento do concreto, como pode ser observado na Figura Foi possível notar uma pequena flambagem distorsional na fôrma (que estava sujeita à compressão), situada em uns dos terços (Figura 4.36). A carga última foi de kn, com flecha máxima de 160 mm.

80 80 Figura 4.34 Detalhe da ruptura do concreto BMN 3. Figura 4.35 Foto mostrando a ausência de deslizamento do concreto BMN 3.

81 81 Figura 4.36 Detalhe da flambagem distorsional da fôrma da laje BMN Teste da Laje BMP 4 Com os resultados obtidos dos testes BMP 1, BMP 2 e BMP 3, surgiu a necessidade de realizar um teste para um vão maior, o teste BMP 4. Os gráficos das Figuras 4.37 e 4.38 apresentam o comportamento da laje de 0,2 5,0 metros, com um vão livre de 4,8 metros, em relação aos deslocamentos medidos pelo relógio analógico e pelos LVDTs. A carga foi aplicada a cada 0,5 kn e distribuída em dois pontos por uma viga de distribuição, até a estrutura atingir o colapso. Este teste foi realizado com a colocação de séptos nas extremidades e em cada terço do vão. Não havia qualquer armadura nesta laje mista.

82 82 Figura 4.37 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMP 4. Figura 4.38 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e a cada terço do vão BMP 4. A ruína da laje se deu pela ruptura do concreto (Figura 4.39), aproximadamente no terço do vão (onde se localizavam os séptos). Nas extremidades, não houve qualquer deslizamento do concreto. Foi possível notar uma pequena flambagem distorsional nas abas da fôrma situada em uns dos terços, conforme mostra a Figura A Figura 4.41 apresenta a flecha da laje. A carga última foi de 13,75 kn, com flecha máxima de 286 mm.

83 83 Figura 4.39 Foto da ruptura do concreto BMP 4. Figura 4.40 Detalhe da flambagem distorsional da aba da fôrma BMP 4.

84 84 Figura 4.41 Vista da flecha da laje BMP Teste da Laje BMP 5 O objetivo do teste BMP 5 foi comprovar os resultados do teste BMP 4. Os gráficos das Figuras 4.42 e 4.43 mostram o comportamento da laje de 0,2 5,0 metros, com um vão livre de 4,8 metros (como a laje mista BMP 4), em relação ao deslocamento medido pelo relógio analógico e pelos LVDTs. A carga foi aplicada como na laje BMP 4. Esta laje tinha séptos nas extremidades e em cada terço. Não foi colocado nenhum tipo de armadura no concreto. Figura 4.42 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro do vão BMP 5.

85 85 Figura 4.43 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelos LVDTs no centro e em cada terço do vão BMP 5. Conforme apresentado na Figura 4.44, a ruína da laje se deu pela ruptura do concreto, aproximadamente no terço do vão (onde localizavam os séptos). Nas extremidades, não houve qualquer deslizamento do concreto. Foi possível notar uma pequena flambagem distorsional nas abas da fôrma situada em uns dos terços (Figura 4.45). A carga última foi de 14,15 kn, com flecha máxima de 310 mm. Figura 4.44 Foto da ruptura do concreto BMP 5.

86 86 Figura 4.45 Detalhe da flambagem distorsional BMP Teste da Laje BMP 6 O objetivo do teste BMP 6 foi avaliar o comportamento da laje para três bandejas com os séptos nas extremidades e em cada terço do vão. Este teste consistiu em uma laje mista composta por três perfis soldados entre si. Esta laje apresentava dimensões de 0,58 5,0 metros, com vão livre de 4,8 metros devido aos apoios estarem localizados a 10 centímetros das extremidades. Foram colocados séptos nas extremidades e nos terços em cada bandeja, somando um total de 12 séptos. A princípio, a carga foi aplicada a cada 1,0 kn até atingir uma carga de 46 kn. Depois a carga passou a ser aplicada a cada 2,0 kn, até atingir o colapso da estrutura. Esta carga foi distribuída em dois pontos, com o auxílio de uma viga de distribuição. Nesta laje havia também uma armadura composta de 3 φ de 8 milímetros, espaçados a 30 milímetros da fôrma. Esta armadura estava localizada somente na bandeja mais baixa da estrutura. A Figura 4.46 mostra o comportamento da laje mista BMP 6 em relação ao deslocamento medido pelo relógio analógico.

87 87 Figura 4.46 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro e em cada terço do vão BMP 6. A ruína da laje se deu pela ruptura do concreto (Figuras 4.47, 4.48 e 4.49), aproximadamente no terço do vão (onde estavam os séptos). Nas extremidades, não houve qualquer deslizamento do concreto. A carga última foi de 118 kn, com flecha máxima de 253 mm. Figura 4.47 Foto 1 da ruptura do concreto BMP 6.

88 88 Figura 4.48 Foto 2 da ruptura do concreto BMP 6. Figura 4.49 Foto 3 da ruptura do concreto BMP Teste da Laje BMP 7 O objetivo do teste BMP 7 foi comprovar os resultados do teste BMP 6. Este teste foi com uma laje mista composta por três perfis soldados entre si. A laje tinha dimensões de 0,58 5,0 metros, com vão livre de 4,8 metros. Este teste foi realizado com séptos nas extremidades e nos terços em cada bandeja, sendo ao todo 12 séptos (como a laje mista BMP 6).

89 89 Neste teste foi aplicada uma pré-carga de 20 kn aplicadas a cada 0,5 kn. Depois de aplicada a carga (20 kn), foi esperado um tempo de 30 minutos até a retirada total da mesma. Após o teste de pré-carga, se deu o início do teste. Como já se conhecia o comportamento da estrutura e já se tinha a idéia da carga de ruptura, a carga inicialmente foi aplicada a cada 2,50 kn até a carga de 70 kn. Posteriormente a carga passou a ser aplicada a cada 2,0 kn, até atingir 100 kn. A partir disso, a carga foi aplicada a cada 1,0 kn até atingir o colapso da estrutura. A Figura 4.50 mostra o comportamento da laje de, ,0 metros (composta por três bandejas), em relação ao deslocamento medido pelo relógio analógico no teste de pré-carga. O gráfico da Figura 4.51 apresenta o comportamento da laje de, 0,58 5,0 metros (composta por três bandejas), em relação ao deslocamento medido pelo relógio analógico no teste final. Figura 4.50 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro e em cada terço do vão BMP 7 (pré-teste).

90 90 Figura 4.51 Gráfico de Carga Deslocamento, a partir de valores medidos pelo relógio analógico no centro e em cada terço do vão BMP 7. A ruína da laje se deu pela ruptura do concreto, aproximadamente no terço do vão (onde estavam localizados os séptos), conforme mostram as Figuras 4.52 e 4.53 Nas extremidades, não houve qualquer deslizamento do concreto. A carga última foi de 129 kn, com flecha máxima de 214 mm (Figura 4.54). Figura 4.52 Foto 1 da ruptura do concreto BMP 7.

91 91 Figura 4.53 Foto 2 da ruptura do concreto BMP 7. Figura 4.54 Vista da flecha da laje BMP 7. A Tabela 4.4 apresenta um resumo dos resultados dos testes realizados.