Análise teórico-experimental de uma laje nervurada em escala natural

Schwetz, P. F.; Gastal, F. P. S. L.; Silva F, L. C. P.

doi:10.1590/S1983-41952009000400005

Resumos

Soluções estruturais sofisticadas e racionais são exigências crescentes no cotidiano de projetistas de estruturas, como conseqüência da evolução dos projetos arquitetônicos e dos novos conceitos de gerenciamento das construções. As lajes nervuradas se enquadram nesta realidade como uma atraente alternativa, por propiciar economia de materiais e mão-de-obra, com redução de perdas e aumento da produtividade, exigindo, porém, uma laboriosa modelagem numérica. Para entender melhor como funciona, na prática, este sistema construtivo, torna-se necessário obter um maior conhecimento sobre seu comportamento estrutural, bem como aperfeiçoar os modelos teóricos empregados para seu projeto e simulação. O objetivo deste trabalho é analisar a adequação de métodos de cálculo empregados na modelagem destas estruturas, verificando se os mesmos representam satisfatoriamente seu comportamento. Para tanto, foi instrumentada uma laje nervurada de concreto armado em escala natural. O estudo mediu deformações no concreto e deslocamentos verticais em seções características da estrutura submetida a um carregamento localizado em uma área pré-estabelecida. A análise numérica foi feita empregando-se o modelo de análise matricial de grelhas do Sistema Computacional TQS v11.0. A análise dos resultados demonstrou que a laje nervurada em estudo apresentou uma tendência ao comportamento linear em todas as etapas de carregamento, sem fissuração da estrutura como um todo, embora os resíduos no processo de descarga tenham sugerido indícios de um início de fissuração em algumas seções isoladas. O comportamento da laje esteve dentro do previsto, com deslocamentos verticais na mesma ordem de grandeza das previsões teóricas e deformações específicas indicando a presença de momentos fletores nas seções instrumentadas coincidentes com os previstos pela análise numérica.

laje nervurada; concreto armado; análise matricial de grelhas; instrumentação

Nowadays, waffle slabs are a demand for structural designers, as a consequence of architectural design evolution and new building management concepts, in spite of its laborious numerical modeling. Therefore, it becomes necessary to know more about the structural behavior and improve the theoretical models used for simulating these slabs. The objective of this work was to analyze the adequacy of a design method widely used in the modeling of waffle slabs, verifying if it represents the slab behavior satisfactorily. A real scale waffle slab submitted to a load in a localized área was instrumented with strain gages and deflection gages for measuring specific strain and deflection in different points. The numerical analysis was made using a grid model developed by a local software company specialized in structural analysis. Tests showed a linear behavior, even though residual results could indicate cracking in some isolated sections. Numerically computed deflections presented a good estimate to test results and the experimental strains defined the presence of bending moments coincident with the forecasts of the theoretical model.

waffle slab; reinforced concrete; grid analysis; instrumentation

Análise teórico-experimental de uma laje nervurada em escala natural

P. F. Schwetz ^I ; F. P. S. L. Gastal ^II ; L. C. P. Silva F ^III

^IDepartamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, paulete.schwetz@ufrgs.br, Av. Osvaldo Aranha, 99 - Térreo, CEP 90035-190, Porto Alegre, Brasil

^IIDepartamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, gastal@ufrgs.br, Av. Osvaldo Aranha, 99 - Térreo, CEP 90035-190, Porto Alegre, Brasil

^IIIDepartamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, lcarlos66@gmail.com, Av. Osvaldo Aranha, 99 - Térreo, CEP 90035-190, Porto Alegre, Brasil

RESUMO

Soluções estruturais sofisticadas e racionais são exigências crescentes no cotidiano de projetistas de estruturas, como conseqüência da evolução dos projetos arquitetônicos e dos novos conceitos de gerenciamento das construções. As lajes nervuradas se enquadram nesta realidade como uma atraente alternativa, por propiciar economia de materiais e mão-de-obra, com redução de perdas e aumento da produtividade, exigindo, porém, uma laboriosa modelagem numérica. Para entender melhor como funciona, na prática, este sistema construtivo, torna-se necessário obter um maior conhecimento sobre seu comportamento estrutural, bem como aperfeiçoar os modelos teóricos empregados para seu projeto e simulação. O objetivo deste trabalho é analisar a adequação de métodos de cálculo empregados na modelagem destas estruturas, verificando se os mesmos representam satisfatoriamente seu comportamento. Para tanto, foi instrumentada uma laje nervurada de concreto armado em escala natural. O estudo mediu deformações no concreto e deslocamentos verticais em seções características da estrutura submetida a um carregamento localizado em uma área pré-estabelecida. A análise numérica foi feita empregando-se o modelo de análise matricial de grelhas do Sistema Computacional TQS v11.0. A análise dos resultados demonstrou que a laje nervurada em estudo apresentou uma tendência ao comportamento linear em todas as etapas de carregamento, sem fissuração da estrutura como um todo, embora os resíduos no processo de descarga tenham sugerido indícios de um início de fissuração em algumas seções isoladas. O comportamento da laje esteve dentro do previsto, com deslocamentos verticais na mesma ordem de grandeza das previsões teóricas e deformações específicas indicando a presença de momentos fletores nas seções instrumentadas coincidentes com os previstos pela análise numérica.

Palavras-chave: laje nervurada, concreto armado, análise matricial de grelhas, instrumentação.

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Received: 18 Mar 2009

Accepted: 01 Jul 2009

Available Online: 04 Dec 2009

[01] DIAS, R. H. Análise Numérica de Pavimentos de Edifícios em Lajes Nervuradas. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo (USP), São Carlos, 2003.
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[09] TQS Informática Ltda. (a) . Sistemas Computacionais - Engenharia Estrutural: CAD/Formas. São Paulo, s.d. várias paginações.
[10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118:2003 : Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado. Rio de Janeiro, 2004.
[11] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8522:1984 : concreto - determinação do módulo de deformação estática e diagrama - tensão de deformação - Método de ensaio. Rio de Janeiro, 1984.
[12] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739:1994 : concreto - ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994.
[13] PARK R.; PAULAY T. Reinforced Concrete Structures. University of Canterbury, Christchurch, New Zeland, 1975.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
18 Set 2014
Data do Fascículo
Dez 2009

Histórico

Aceito
01 Jul 2009
Recebido
18 Mar 2009

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[1] [01] DIAS, R. H. Análise Numérica de Pavimentos de Edifícios em Lajes Nervuradas. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo (USP), São Carlos, 2003.

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[3] [03] MONTOYA P.J.; MESEGUER A.G.;CABRE,F.M. Hormigón armado. 10 ed. Barcelona: Editorial Gustavo Gili, S. A., [197-]

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[7] [07] SOARES, Y.V. Análise Experimental de Lajes Cogumelo Nervuradas de Concreto Armado com Pilares Metálicos. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFSC, Florianópolis, 2003.

[8] [08] SCHWETZ, P. F. Análise teórico-experimental de uma laje nervurada modelo reduzido sujeita a um carregamento linear. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre, 2005.

[9] [09] TQS Informática Ltda. (a) . Sistemas Computacionais - Engenharia Estrutural: CAD/Formas. São Paulo, s.d. várias paginações.

[10] [10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118:2003 : Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado. Rio de Janeiro, 2004.

[11] [11] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8522:1984 : concreto - determinação do módulo de deformação estática e diagrama - tensão de deformação - Método de ensaio. Rio de Janeiro, 1984.

[12] [12] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739:1994 : concreto - ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994.

[13] [13] PARK R.; PAULAY T. Reinforced Concrete Structures. University of Canterbury, Christchurch, New Zeland, 1975.