CONGRESSO NACIONAL
DA PREFABRICAÇÃO EM BETÃO
ESTUDO EXPERIMETAL DE UMA
LIGAÇÃO VIGA-PILAR DE CONCRETO
PRÉ-MOLDADO PARCIALMENTE
RESISTENTE A MOMENTO FLETOR
Mounir Khalil El Debs
Professor EESC/USP
Alice Baldissera
Mestre em Engenharia de Estruturas, M.Sc
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
Centro de Congressos, LNEC
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1. INTRODUÇÃO
Importância das ligações na prefabricação
em betâo
Utilização de ligações semi-rígidas
Programa de pesquisa em andamento na
EESC/USP (BRASIL)
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Ligação de pesquisa anterior
concreto moldado
no local
furos p/ passagem da
armadura negativa
armadura de
continuidade
painel
alveolar
preenchimento
com graute
chumbador
almofada de
argamassa
pilar
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viga
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Ligação estudada
Concreto moldado
no local
Porcas e
arruelas
Chapa metalica
Armadura de
continuidade
Painel
pre-moldado
Consolo
Pilar
Armadura
saliente
Chumbadores
Viga
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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
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Características geométricas do protótipo I
80
2
Laje alveolar pré-moldada
3
19
20
20
6
32
25
Viga pré-moldada
Almofada de apoio
105
Capa de concreto estrutural
Chumbador (Ø 20mm)
Rasgo na viga
28
5
9
20
Armadura de continuidade
40
60
30
6
18
6
60
129
20
80
40
340
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Características geométricas do protótipo E
30
80
2
28
105
5
9
Capa de concreto estrutural
3
19
20
25
20
20
Viga pré-moldada
6
6
129
18
6
20
80
40
32
40
185
Laje alveolar pré-moldada
190
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2.2 Esquema de ensaio e carregamento
2.3 Propriedades mecânicas dos materiais
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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).
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Fissuração dos protótipos
Momento fletor negativo
Lisboa, 6 e 7 de Março de 2008
Momento fletor positivo
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3.2 Rigidez das ligações
M
RC 51/52
RC 57
RC 55
RC 53
M yp
450mm
RC 49/50
K φp
φ
K φn
RC 59
Myn
Figura 8 – Posição dos transdutores de
deslocamentos para medida da rotação
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Figura 9 – Curva bi-linear utilizada para
representar o comportamento da ligação
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Tabela 5 – Valores das rigidezes dos protótipos I e E para a situação 1 e 2
Protótipo I
Rigidez (MNm/rad)
Momento negativo
Momento positivo
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Protótipo E
Rigidez (MNm/rad)
Pilar Ee
Pilar Ed
Situação 1
84,0
54,3
25,1
Situação 2
79,6
40,7
20,4
Situação 1
33,3
47,4
42,1
Situação 2
28,8
28,0
22,8
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3.3 Protótipo analítico para avaliação dos momentos fletores últimos
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Tabela 6 – Comparação entre resultados teóricos e experimentais para o momento
fletores resistentes
Protótipo I
Protótipo E
Experi-
Diferença
mental
(1) (%)
-216
-227
4,8
129,1
144,1
10,4
Analítico
Experi-
Diferença
mental
(1) (%)
- 148
- 162,2
8,8
131,3
139,3
5,7
Analítico
Momento
negativo
(kNm)
Momento
positivo
(kNm)
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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)
(2)
(3)
(4)
corresponde à média de dois ensaios, desta pesquisa;
corresponde à média do protótipo I e E, desta pesquisa;
valor extrapolado, com a média de três resultados multiplicados por 1,45;
valor extrapolado, com a média de dois resultados multiplicado por 1,81.
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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.
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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.
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AGRADECIMENTOS
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