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ESTUDO EXPERIMETAL DE UMA LIGAÇÃO VIGA-PILAR DE CONCRETO

PRÉ-MOLDADO PARCIALMENTE RESISTENTE A MOMENTO FLETOR

CONGRESSO NACIONAL DA PREFABRICAÇÃO EM BETÃO

Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008 Centro de Congressos, LNEC

Alice BaldisseraMestre em Engenharia de Estruturas, M.Sc

Mounir Khalil El DebsProfessor EESC/USP



Importância das ligações na prefabricaçãoem betâo

Utilização de ligações semi-rígidas

Programa de pesquisa em andamento na EESC/USP (BRASIL)

1. INTRODUÇÃO



Ligação de pesquisa anterior

concreto moldado no local

painelalveolar

com grautepreenchimento

viga

almofada deargamassa

furos p/ passagem daarmadura negativa

chumbador

continuidadearmadura de

pilar



Concreto moldadono local

Consolo

Pilar Chumbadores

Viga

Armadura saliente

Painelpre-moldado

Armadura decontinuidade

Chapa metalica

Porcas earruelas

Ligação estudada



2. PROGRAMA EXPERIMENTAL

2. 1 Projeto e construção dos protótipos

O programa experimental consiste no estudo de dois protótipos da ligação viga-pilar submetida a carregamentos alternados, em ciclos, e de curta duração.

Um dos protótipos, denominado protótipo I, representa o pilar intermediário.

O outro, denominado protótipo E, representa o pilar de extremidade



Características geométricas do protótipo I

60

40 20

20

520

40

60

30

20

25

80

129

3 19

2

9

6 18 6

105

32

28

6

34080

Capa de concreto estrutural

Laje alveolar pré-moldada

Viga pré-moldada

Armadura de continuidade

Chumbador (Ø 20mm)

Rasgo na viga

Almofada de apoio



Características geométricas do protótipo E

40 20

20

520

40

30

20

25

80

129

3 19

2

9

6 18 6

105

32

28

6

185

Capa de concreto estrutural

Laje alveolar pré-moldada

Viga pré-moldada

80190



2.3 Propriedades mecânicas dos materiais

2.2 Esquema de ensaio e carregamento



3. RESULTADOS E SUA ANÁLISE

3.1 Momentos últimos e configuração de ruína

A ruptura da ligação ocorreu por escoamento da armadura da capa a um momento fletor negativo de -227 kNm (protótipo I) e -162,2 kNm (protótipo E) e escoamento do chumbador a um momento fletor positivo de 144,1 kNm (protótipo I) e 139,3 kNm (protótipo E).



Momento fletor negativo

Momento fletor positivo

Fissuração dos protótipos



3.2 Rigidez das ligações

450m

m

RC 49/50 RC 51/52

RC 59RC 55 RC 53

RC 57

M

φpK

φK

M py

Myn

φ

n

Figura 8 – Posição dos transdutores de deslocamentos para medida da rotação

Figura 9 – Curva bi-linear utilizada para representar o comportamento da ligação



Tabela 5 – Valores das rigidezes dos protótipos I e E para a situação 1 e 2

Protótipo E

Rigidez (MNm/rad)

Protótipo I

Rigidez (MNm/rad) Pilar Ee Pilar Ed

Situação 1 84,0 54,3 25,1 Momento negativo

Situação 2 79,6 40,7 20,4

Situação 1 33,3 47,4 42,1 Momento positivo

Situação 2 28,8 28,0 22,8



3.3 Protótipo analítico para avaliação dos momentos fletores últimos



Tabela 6 – Comparação entre resultados teóricos e experimentais para o momento fletores resistentes

Protótipo I Protótipo E

Analítico Experi-

mental

Diferença

(1) (%) Analítico

Experi-

mental

Diferença

(1) (%)

Momento

negativo

(kNm)

-216 -227 4,8 - 148 - 162,2 8,8

Momento

positivo

(kNm)

129,1 144,1 10,4 131,3 139,3 5,7



3.4 Comparação com resultados do cumbadores verticais

Tabela 7 – Comparação de resultados com chumbadores inclinados e retilíneos.

Momento positivo

inclinado retilíneo

Rigidez da ligação K (MNm/rad) 26,5(1) 11,0 (3)

Momento fletor último My (kNm) 141,7 (2) 37,5(4)

(1) corresponde à média de dois ensaios, desta pesquisa; (2) corresponde à média do protótipo I e E, desta pesquisa; (3) valor extrapolado, com a média de três resultados multiplicados por 1,45; (4) valor extrapolado, com a média de dois resultados multiplicado por 1,81.



4. CONCLUSÕES

A ligação viga-pilar estudada possui boa capacidade de transmissão a momento fletor negativo, devido à presença de armaduras de continuidade, e a momento fletor positivo com um comportamento dúctil.

Quando comparado os momentos de plastificação de ambos os protótipos percebe-se que para momento fletor negativo a ligação do protótipo I é capaz de suportar momentos 30% maiores que a do protótipo E enquanto que para o momento positivo a ligação possui praticamente o mesmo momento resistente.



4. CONCLUSÕES

O modelo analítico possibilita uma avaliação razoável da resistência da ligação, tanto para momentos fletores negativos como para momentos fletores positivos.

Quando comparada à ligação similar, porém com os chumbadores retilíneos, com uma extrapolação de resultados, a ligação estudada apresenta um acréscimo superior a 3,5 vezes nos momentos de plastificação e da ordem de 2,5 vezes na rigidez, para momento fletor positivo.



AGRADECIMENTOS

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