LIGAÇÕES VIGA-PILAR DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ?· ligaÇÕes viga-pilar de estruturas de...

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  • LIGAES VIGA-PILAR DE ESTRUTURAS

    DE CONCRETO PR-MOLDADO:

    ANLISE COM NFASE NA DEFORMABILIDADE

    AO MOMENTO FLETOR

    Anamaria Malachini Miotto

    ORIENTADOR: Prof. Dr. Mounir Khalil El Debs

    So Carlos 2002

    Tese apresentada Escola de Engenharia de

    So Carlos, da Universidade de So Paulo,

    como parte dos requisitos para a obteno do

    ttulo de Doutor em Engenharia de Estruturas.

  • Ao meu pai Laert, minha me Maria de Lourdes,

    minhas irms Aline e Denise e minha av Lucinda.

  • AGRADECIMENTOS

    A Deus, por estar sempre presente ao meu lado. Ao Prof. Mounir Khalil El Debs, pela objetiva e fundamental orientao e sobretudo

    pela sua amizade. Ao Prof. Joo Bento de Hanai, pela orientao no incio do trabalho e pela sua

    amizade. Aos meus pais e s minhas irms, por tudo que fizeram por mim como pessoa e

    profissional. A quem eu devo tudo o que sou. s amigas, Andra Reis, Suzana Campana e Vanessa Castilho, pelo carinho,

    incentivo e pacincia com que me confortaram nos momentos mais difceis. Aos demais amigos e colegas, em especial, Kristiane, Luciana, Tatiana, Osvaldo,

    Rejane, Aline, Mnica, Fabiana e Joel, pelo grande apoio e maravilhosa convivncia

    nesses anos. Ao colega Marcelo de Arajo Ferreira, pelas inmeras contribuies. Ao Engenheiro Lus Vicente e aos tcnicos Amauri, Jorge, Mrio, Mauri, Valdir,

    Joo, Juliano e Fabiano do Laboratrio de Estruturas da EESC-USP, pelo auxlio

    prestado na realizao dos ensaios fsicos. empresa Premoldados Protendit, pelo apoio e fornecimento das lajes pr-

    moldadas utilizadas nos ensaios. Aos professores do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP. Aos funcionrios do Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC-USP,

    especialmente a Rosi Aparecida Jordo Rodrigues e Maria Nadir Minatel pela

    eficincia nos servios prestados e tambm pelo carinho. FAPESP, pelo apoio financeiro concedido. A todos que, direta ou indiretamente, contriburam para a realizao deste trabalho.

  • SUMRIO

    LISTA DE SMBOLOS .................................................................................................... i

    RESUMO ................................................................................................................................. vi

    ABSTRACT ............................................................................................................................ vii

    1 INTRODUO.............................................................................................................. 1

    1.1 Consideraes iniciais........................................................................................... 1

    1.2 Objetivos ................................................................................................................... 7

    1.3 Metodologia ............................................................................................................. 7

    1.4 Apresentao do trabalho.................................................................................... 8

    2 REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................. 10

    2.1 Deformabilidade das ligaes ............................................................................ 10

    2.1.1 Definio....................................................................................................... 10

    2.1.2 Determinao da relao momento fletor-rotao ................................. 12

    2.1.3 Mtodo dos Componentes ......................................................................... 14

    2.2 Estudos encontrados na literatura .................................................................... 20

    2.2.1 Ensaios fsicos em ligaes......................................................................... 20

    2.2.2 Mtodo dos componentes .......................................................................... 31

    2.2.2.1 Mecanismos bsicos de deformao .................................................... 31

    2.2.2.2 Modelos mecnicos e analticos .......................................................... 40

    2.2.3 Simulaes numricas em ligaes semi-rgidas .................................... 47

    3 DEFINIO DO PROGRAMA EXPERIMENTAL..................................... 49

    3.1 Ligao viga-pilar n1 ........................................................................................... 49

    3.1.1 Consideraes iniciais................................................................................. 49

    3.1.2 Simulaes numricas ................................................................................ 49

    3.1.3 Programa experimental .............................................................................. 63

    3.2 Ligao viga-pilar n2 ........................................................................................... 64

    3.2.1 Consideraes iniciais................................................................................. 64

    3.2.2 Programa experimental .............................................................................. 65

    3.3 Quadro resumo do programa experimental .................................................. 65

    4 PROGRAMA EXPERIMENTAL .......................................................................... 67

    4.1 Ligao viga-pilar n1 ........................................................................................... 67

  • 4.1.1 Caractersticas dos modelos....................................................................... 67

    4.1.2 Esquema de ensaio...................................................................................... 71

    4.1.3 Materiais ....................................................................................................... 73

    4.1.3.1 Concreto ............................................................................................. 73

    4.1.3.2 Ao ..................................................................................................... 74

    4.1.3.3 Almofada de apoio do modelo 1.3 ....................................................... 76

    4.1.4 Moldagem e cura dos componentes ......................................................... 77

    4.1.5 Montagem do modelo ................................................................................ 81

    4.1.6 Instrumentao ............................................................................................ 82

    4.1.6.1 Instrumentao interna...................................................................... 83

    4.1.6.2 Instrumentao externa .................................................................... 85

    4.1.7 Procedimento de ensaio ............................................................................. 86

    4.1.8 Apresentao dos resultados..................................................................... 88

    4.1.8.1 Consideraes iniciais ........................................................................ 88

    4.1.8.2 Fissurao dos modelos ...................................................................... 89

    4.1.8.3 Deformao dos modelos .................................................................... 90

    4.1.8.4 Determinao da curva momento-rotao.......................................... 92

    4.1.8.5 Modelo 1.2.......................................................................................... 96

    4.1.8.6 Modelo 1.3.......................................................................................... 99

    4.1.8.7 Comparao entre os modelos 1.2 e 1.3 .............................................. 103

    4.1.8.8 Simulao numrica de estrutura tpica ............................................ 105

    4.2 Ligao viga-pilar n2 ........................................................................................... 109

    4.2.1 Caractersticas dos modelos....................................................................... 109

    4.2.2 Esquema de ensaio...................................................................................... 115

    4.2.3 Materiais ....................................................................................................... 117

    4.2.3.1 Concreto ............................................................................................. 117

    4.2.3.2 Graute ................................................................................................ 120

    4.2.3.3 Ao ..................................................................................................... 123

    4.2.4 Moldagem e cura dos elementos............................................................... 125

    4.2.5 Montagem do modelo ................................................................................ 131

    4.2.6 Preenchimento dos furos das vigas e espaos entre as vigas e o pilar 133

    4.2.7 Posicionamento das lajes............................................................................ 133

    4.2.8 Preenchimento dos furos dos pilares ....................................................... 134

    4.2.9 Preenchimento dos espaos entre as lajes e o pilar ................................ 135

    4.2.10 Moldagem e cura da capa de concreto..................................................... 136

    4.2.11 Instrumentao ............................................................................................ 138

    4.2.11.1 Instrumentao interna..............................