Análise experimental do cisalhamento longitudinal de lajes mistas

Abstract

O Sistema de lajes mistas de concreto com fôrma de aço incorporada, constituído por uma forma de chapa corrugada e concreto no estado endurecido, tem como fase fundamental de seu dimensionamento a utilização do método semi empírico m-k. Este método consiste na determinação da capacidade resistente ao cisalhamento longitudinal, por meio de uma equação semi-empírica que relaciona a resistência nominal ao esforço cortante com os parâmetros obtidos em ensaio. Neste trabalho buscou-se analisar o comportamento do sistema de lajes mistas de concreto com fôrma de aço incorporada por meio da determinação dos vãos máximos do “deck” antes da cura do concreto, e determinação dos valores dos parâmetros m e k das lajes, do modelo normativo e alternativo. O método de desenvolvimento deste trabalho seguiu as seguintes etapas: (i) definição dos vãos máximos admissíveis para o “deck” antes da cura do concreto, adotando os conceitos referentes ao comportamento dos elementos de placas esbeltas, instabilidade local e global de chapas finas. (ii) determinação dos parâmetros de dimensionamento m e k de modelos de lajes mistas compostas por apenas um módulo de “deck”. (iii) determinação dos parâmetros de dimensionamento m e k dos modelos em escala normativa. Adotando-se para tais determinações, o método semi-empírico m-k. Uma análise comparativa foi realizada com os resultados de m e k encontrados dos modelos alternativo e normativo. O “deck” estudado apresentou bom comportamento estrutural na fase antes da cura do concreto com baixa eficiência para maiores espessuras. Os parâmetros m e k encontrados nos modelos alternativos investigados não representam o comportamento físico dos modelos normativos quando adotados em seu procedimento de cálculo. Os resultados encontrados para o modelo normativo demonstraram baixa interação entre o “deck” e a capa de concreto, tornando-se necessário mais estudos para definir melhorias em seu desempenho. Os principais resultados encontrados demonstram que o modelo alternativo não apresenta valores que possam ser aplicados diretamente aos modelos normativos, já que o aumento do vão de cisalhamento, ou seja, vão sob tensões cisalhantes, reduz de forma significativa a resistência teórica das lajes. Espera-se com esse trabalho auxiliar projetistas e pesquisadores no desenvolvimento de projetos e pesquisas com o sistema “steel deck”.

The composite concrete slab with steel deck incorporated system, which consists of a form of a corrugated metal sheet and concrete in the hardened state, has as fundamental phase of its design the use of the semi empirical method m-k. This method consists in the determination of the capacity for resistance to the longitudinal shear, by means of a semi-empirical equation that relates the nominal resistance to shear stress with parameters obtained experimentally. In this paper, the behavior concrete slab with steel deck incorporated system was analyzed through the determination of the maximum deck gap values before the concrete cure, and the m and k parameters values for the normative and alternative model slabs were determined. The development of this work followed this steps: (i) definition of the maximum allowable spans for the deck before concrete curing, adopting the concepts related to the behavior of thin slab elements, local and global instability of thin sheets. (ii) Determination of the dimensioning parameters m and k of composite slab models composed of a single deck module. (iii) Determination of the scaling parameters m and k of the normative scale models. Adopting for such procedures, the semi-empirical method m-k. A comparative analysis was performed with the results of m and k found from the alternative and normative models. The "deck" studied showed good behavior in the phase before the curing of the concrete with low efficiency for greater thicknesses. The parameters m and k found in the alternative models investigated did not present significant influence when adopted in the procedure for the calculations for the normative models. The results found for the normative model demonstrated a low interaction between the deck and the concrete cover, making further studies necessary to develop improvements in its performance. The main results showed that the alternative model does not present values that can be applied directly to the normative models, since the increase of the shear span significantly reduces the theoretical resistance of the slabs. Hopefully, this work will assist designers and researchers in the development of projects and researches about the steel deck system.