Erro! Fonte de referência não encontrada. - Laje pré-fabricada — Avaliação do desempenho
de vigotas e pré-lajes sob carga de trabalho
Prefácio
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras,
cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização
Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais Temporárias (ABNT/CEET), são elaboradas por
Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores,
consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).
Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretivas ABNT, Parte 2.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos
elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada
responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes.
A ABNT NBR 15522 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados (ABNT/CB-18),
pela Comissão de Estudo de Lajes (CE-18:600.02). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme
Edital nº 03, de 30.03.2007, com o número de Projeto 18:600.02-001.
1
Escopo
Esta Norma especifica um método de ensaio para a verificação do desempenho de vigotas e pré-lajes utilizadas
em lajes pré-fabricadas unidirecionais e bidirecionais, sob cargas de trabalho, objetivando garantir sua integridade
estrutural durante a etapa de concretagem da laje.
Os elementos de enchimento devem ser ensaiados conforme o Anexo C da ABNT NBR 14859-1:2002.
2
Referência normativa
O documento relacionados a seguir é indispensável à aplicação deste documento. Para referências datadas,
aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes
do referido documento (incluindo emendas).
ABNT NBR 14859-1:2002, Laje pré-fabricada – Requisitos – Parte 1: Lajes unidirecionais
3
3.1
Termos, definições e símbolos
Termos e definições
Para os efeitos desta Norma, aplicam-se os seguintes termos e definições.
3.1.1
carga de trabalho
somatório das forças atuantes durante a concretagem, sendo composta neste ensaio pelos seguintes
componentes: peso próprio dos elementos ensaiados, peso próprio dos elementos de enchimento, peso
do concreto complementar, carga acidental distribuída durante a concretagem ou carga acidental concentrada
durante a concretagem
3.1.2
lote
para os efeitos desta Norma, lote corresponde a apenas um tipo específico de laje, no que se refere a tipo,
dimensão e forma dos componentes, para um período de produção não superior a três semanas.
3.2
4
Símbolos
L
vão de ensaio da vigota, igual ao espaçamento entre os eixos de escoramento na obra, em metros
LB
vão em balanço da vigota, medido a partir do eixo do apoio, em milímetros
P
carga acidental concentrada de concretagem, em quilonewton (usualmente adotada igual a 1,0 kN)
CD
carga acidental distribuída de concretagem, em quilonewton por metro quadrado (usualmente adotada
igual a 1,5 kN/m2)
α=
1−
αB =
1−
ie
intereixo, distância entre os centros das vigotas consecutivas, em metros
pe
carga uniforme equivalente ao peso próprio do elemento de enchimento, em quilonwetons por metro
quadrado de laje
pc
carga uniforme equivalente ao peso próprio do concreto lançado na obra (concreto de capeamento)
sobre as vigotas, em quilonwetons por metro quadrado de laje
qa =
CD ie carga linear devida à carga acidental distribuída de concretagem que atua sobre uma vigota,
em quilonewtons por metro
Pd
peso do dispositivo de ensaio
qv
peso próprio de uma vigota, em quilonewtons por metro
qe =
pe ie carga linear devida ao peso próprio do bloco de enchimento que atua sobre uma vigota,
em quilonewtons por metro
qc =
pc ie carga linear devida ao concreto de capeamento que atua sobre uma vigota, em quilonewtons
por metro
q1 =
qc + qe + qv carga linear total que atua sobre uma vigota imediatamente após a concretagem,
em quilonewtons por metro
q=
q1 + qa carga linear que atua sobre uma vigota durante a concretagem, em quilonewtons por metro
F1
Força que deve ser aplicada no corpo-de-prova em ensaio para verificar seu comportamento quanto
aos deslocamentos verticais (flechas), em quilonewtons
F2
Força que deve ser aplicada no corpo-de-prova em ensaio para verificar seu comportamento
em serviço com majoração indicada em 6.3.1 a 6.3.4, em quilonewtons
0,30
L
0,30
L
≥ 0,5 , com L, em metros
≥ 0,5 , com LB, em metros
Aparelhagem
4.1 O dispositivo de reação do ensaio deve ter dois apoios compostos por duas réguas metálicas, dispostas
em paralelo, cada uma com largura de 25 mm e comprimento necessário para garantir o contato em toda a largura
da peça a ser ensaiada, sendo estruturadas de forma a não apresentar deformação significativa durante
o carregamento estabelecido para o ensaio. O conjunto, configurado como um plano horizontal e com
o afastamento entre apoios previsto no ensaio, deve ser posicionado à altura adequada, de forma a permitir
a visualização da face inferior do corpo-de-prova durante a execução do ensaio. A aplicação da carga deve ser
feita por uma régua metálica com características idênticas às dos apoios, nivelada e acoplada a equipamento
que permita o seu carregamento controlado, conforme 5.2.
4.2 Para evitar possível esmagamento do concreto nos pontos de carregamento e reação entre a peça
de concreto a ser ensaiada e os dispositivos de carga, devem ser interpostas nesses pontos tiras de madeira
com a mesma largura e comprimento das réguas metálicas, com altura de 15 mm e dureza correspondente
à do cerne do eucalipto.
Quando o dispositivo de carga apresentar peso próprio, este não deve ser superior a 0,5 F1 ou 0,5 F2.
4.3
4.4 O sistema de medição de flechas, que pode ser analógico ou digital, deve apresentar precisão mínima
de 0,1 mm.
NOTAS
1
Para carregamentos inferiores a 10 kN, as réguas metálicas podem ser substituídas por barras de seção circular com
diâmetro de 25 mm.
2
Um dispositivo completo para este ensaio é sugerido no anexo A.
5
Amostragem
A amostra de cada lote deve ser composta por no mínimo quatro exemplares, cada exemplar composto
por um corpo-de-prova, escolhido aleatoriamente.
6
Descrição do ensaio
6.1
Generalidades
O ensaio deve ser executado em duas etapas, onde verificam-se os deslocamentos verticais (flechas)
e a resistência à flexão, provocados pelas cargas atuantes sobre as peças pré-fabricadas na fase de lançamento
do concreto complementar.
O ensaio consiste em carregar os corpos-de-prova nos seus planos normal e inverso, de forma a simular, com
carregamentos simples, os momentos fletores e forças cortantes que podem ser gerados pela carga de trabalho,
considerando-se a situação dos apoios durante a fase de montagem e concretagem.
6.2
Corpo-de-prova
Deve ser obtido a partir de peças de produção do lote a ser ensaiado e consiste em um segmento de vigota
cortado com disco diamantado ou similar, de forma a apresentar um comprimento total de L + 200 mm,
desprezando-se sempre os 100 mm das extremidades, salvo nos casos em que não seja usado cimbramento.
A idade da solicitação do corpo-de-prova, quando da realização do ensaio, deve ser igual àquela prevista pelo
fabricante para o lançamento do concreto complementar.
Os corpos-de-prova devem ser mantidos ao abrigo das intempéries, por no mínimo 48 h antes da realização
do ensaio.
6.3
6.3.1
Procedimento de ensaio
Plano normal – Momento positivo
Sobre os apoios do dispositivo de reação, afastados entre si de L, colocar e centralizar o corpo-de-prova, com
o banzo superior na sua posição normal, sendo então feita a leitura inicial da flecha.
Quando for utilizado dispositivo de carregamento dotado de peso próprio, deve-se proceder à sua montagem,
de forma que a carga seja aplicada no meio do vão, conforme Figura 1.
Carregar gradualmente o corpo-de-prova, a uma velocidade menor ou igual a 20 N/s, até que se atinja o maior
valor definido pelas fórmulas da Tabela 1. Quando o dispositivo de carga aplicar o seu peso próprio parcial ou
integralmente sobre o corpo-de-prova, este deve ser considerado na determinação dos valores de F1 e F2.
Durante o carregamento, quando não for utilizado um sistema contínuo de registro de leitura da flecha, devem ser
feitas pelo menos dez leituras de flecha, adequadamente espaçadas, de forma a poder ser traçada uma curva
carga/deslocamento. Devem ser realizadas leituras da flecha sempre que forem atingidos os valores definidos
pelas fórmulas constantes na Tabela 1.
L/2
L/2
Figura 1 — Posicionamento do corpo-de-prova sobre os elementos de reação e posição
do carregamento para simular momento positivo
Tabela 1 — Cálculo de F1 e F2 para momentos positivos
Vãos contínuos
Vão único
Força
aplicada
Ação de CD
Ação de P
F1
0,625 q1 L
-
F2
0,60 q L
0,60 q1 L + 1,2 P
NOTA
6.3.2
Momentos positivos
Ação de CD
Ação de P
0,325 q1 L
0,48 q L
0,45 q1 L + P
As fórmulas desta Tabela já contemplam um coeficiente de majoração das cargas de 20 %.
Plano normal – Força cortante
Sobre os apoios do dispositivo de reação, afastados entre si de L, colocar e centralizar o corpo-de-prova, com
o banzo superior na sua posição normal, sendo então feita a leitura inicial da flecha.
Quando for utilizado dispositivo de carregamento dotado de peso próprio, deve-se proceder à sua montagem, de
forma que a carga seja aplicada a 300 mm de um dos apoios, conforme Figura 2.
Carregar gradualmente o corpo-de-prova, a uma velocidade menor ou igual a 20 N/s, até que se atinja o maior
valor definido pelas fórmulas da Tabela 2. Quando o dispositivo de carga aplicar o seu peso próprio parcial ou
integralmente sobre o corpo-de-prova, este deve ser considerado na determinação dos valores de F1 e F2.
Durante o carregamento, quando não for utilizado um sistema contínuo de registro de leitura da flecha, devem ser
feitas pelo menos dez leituras de flecha, adequadamente espaçadas, de forma a poder ser traçada uma curva
carga/deslocamento. Devem ser realizadas leituras da flecha sempre que forem atingidos os valores definidos
pelas fórmulas constantes na Tabela 2.
300 mm
L
Figura 2 — Posicionamento do corpo-de-prova sobre os elementos de reação
e posição do carregamento para simular e força cortante
Tabela 2 — Cálculo de F2 para forças cortantes
Força
Vão único
Vãos contínuos
aplicada
Ação de CD
Ação de P
0,6 q L
F2
NOTA
6.3.3
0,6 q1 L
α
α
Ação de CD
0,9q1 L
+ 1,2 P α
α
Ação de P
0,9 q1 L
α
+ 1,2 P α
As fórmulas desta Tabela contemplam um coeficiente de majoração das cargas de 20 %.
Plano inverso – Momento negativo
Sobre os apoios do dispositivo de reação, afastados entre si de L, colocar e centralizar o corpo-de-prova, com
o banzo superior na sua posição inversa, sendo então feita a leitura inicial da flecha.
Quando for utilizado dispositivo de carregamento dotado de peso próprio, deve-se proceder à sua montagem,
de forma que a carga seja aplicada no meio do vão, conforme Figura 3.
Carregar gradualmente o corpo-de-prova, a uma velocidade menor ou igual a 20 N/s, até que se atinja o maior
valor definido pelas fórmulas da Tabela 3. Quando o dispositivo de carga aplicar o seu peso próprio parcial ou
integralmente sobre o corpo-de-prova, este deve ser considerado na determinação dos valores de F1 e F2.
Durante o carregamento, quando não for utilizado um sistema contínuo de registro de leitura da flecha, devem ser
feitas pelo menos dez leituras de flecha, adequadamente espaçadas, de forma a poder ser traçada uma curva
carga/deslocamento. Devem ser realizadas leituras da flecha sempre que forem atingidos os valores definidos
pelas fórmulas constantes na Tabela 3.
L/2
L/2
Figura 3 — Posicionamento do corpo-de-prova sobre os elementos de reação
e posição do carregamento para simular momento negativo (plano inverso)
Tabela 3 — Cálculo de F2 para momentos negativos
Vãos contínuos
Força
aplicada
Momentos negativos
Ação de CD
F1
-
F2
NOTA
6.3.4
Ação de P
0,56 q L
0,54 q1 L + 0,84 P
As fórmulas desta Tabela já contemplam um coeficiente de majoração das cargas de 20 %.
Balanço – Momento negativo
Sobre os apoios do dispositivo de reação, afastados entre si de 2LB, colocar e centralizar o corpo-de-prova, com
o banzo superior na sua posição normal, sendo então feita a leitura inicial da flecha.
Quando for utilizado dispositivo de carregamento dotado de peso próprio, deve-se proceder à sua montagem,
de forma que a carga seja aplicada no meio do vão, conforme Figura 4.
Carregar gradualmente o corpo-de-prova, a uma velocidade menor ou igual a 20 N/s, até que se atinja o maior
valor definido pelas fórmulas da Tabela 4. Quando o dispositivo de carga aplicar o seu peso próprio parcial
ou integralmente sobre o corpo-de-prova, este deve ser considerado na determinação dos valores de F1 e F2.
Durante o carregamento, quando não for utilizado um sistema contínuo de registro de leitura da flecha, devem
ser feitas pelo menos dez leituras de flecha, adequadamente espaçadas, de forma a poder ser traçada uma curva
carga/deslocamento. Devem ser realizadas leituras da flecha sempre que forem atingidos os valores definidos
pelas fórmulas constantes na Tabela 4.
LB
LB
Figura 4 — Posicionamento do corpo-de-prova sobre os elementos de reação
e posição do carregamento para simular momento negativo em balanço
Tabela 4 — Cálculo de F1 e F2 para balanços
Força
aplicada
Ação de CD
Ação de P
F1
0,75 q1 Lb
-
F2
1,5 q Lb
1,5 q1 Lb + 3 P
NOTA
6.3.5
As fórmulas desta Tabela já contemplam um coeficiente de majoração das cargas de 50 %.
Balanço – Força cortante
Sobre os apoios do dispositivo de reação, afastados entre si de 2LB, colocar e centralizar o corpo-de-prova, com
o banzo superior na sua posição normal, sendo então feita a leitura inicial da flecha.
Quando for utilizado dispositivo de carregamento dotado de peso próprio, deve-se proceder à sua montagem,
de forma que a carga seja aplicada a 300 mm de um dos apoios, conforme Figura 5.
Carregar gradualmente o corpo-de-prova, a uma velocidade menor ou igual a 20 N/s, até que se atinja o maior
valor definido pelas fórmulas da Tabela 5. Quando o dispositivo de carga aplicar o seu peso próprio parcial
ou integralmente sobre o corpo-de-prova, este deve ser considerado na determinação dos valores de F1 e F2.
Durante o carregamento, quando não for utilizado um sistema contínuo de registro de leitura da flecha, devem ser
feitas pelo menos dez leituras de flecha, adequadamente espaçadas, de forma a poder ser traçada uma curva
carga/deslocamento. Devem ser realizadas leituras da flecha sempre que forem atingidos os valores definidos
pelas fórmulas constantes na Tabela 5.
300 mm
2LB
Figura 5 — Posicionamento do corpo-de-prova sobre os elementos de reação
e posição do carregamento para simular força cortante em balanço
Tabela 5 — Cálculo de F2 para força cortante nos balanços
Força aplicada
F2
NOTA
7
Ação de CD
Ação de P
1,5.q.L
1,5 q1 L
αB
αB
+ 1,5P
As fórmulas desta Tabela contemplam um coeficiente de majoração das cargas de 50 %.
Procedimento para leitura de medidas de flechas
Registrar a leitura inicial (Lii) devido ao peso próprio do corpo-de-prova.
Registrar a flecha devido à aplicação de F1 imediatamente (LF1).
Registrar a flecha devido à aplicação de F2 (LF2).
8
Análise dos resultados
Com base nos ensaios prescritos por esta Norma, pode-se estabelecer o desempenho geral da vigota pela
execução de no mínimo seis ensaios, levados até o Estado Limite Último (ruptura), cada um com pelo menos dez
leituras e intervalos de carga aproximadamente iguais a 10% da diferença entre o maior valor de F2 e o menor
valor de F1, calculados conforme 6.3.
Estabelecido o valor médio, devem ser descartados os valores dos exemplares que apresentarem, em relação
a ele, variação de mais ou menos 10 %.
Os exemplares restantes devem corresponder a pelo menos 75 % do total de exemplares ensaiados. Se esse
percentual for menor, toda a amostra deve ser descartada, procedendo-se à nova coleta e ensaio.
Se o percentual de exemplares restantes for igual ou maior que 75 %, os valores utilizados para fins de aceitação
devem ser aqueles dentro do intervalo obtido no ensaio dos exemplares considerados no cálculo.
9
Critérios de aceitação
O lote deve ser aceito para utilização quando:
a)
todos os exemplares apresentarem para o carregamento F1 flechas com valores menores que 5 mm para
vãos até 1 500 mm ou flechas com valores menores que L/300 para vãos maiores que 1 500 mm;
b)
nenhum dos exemplares apresentar fissuração maior que o previsto, desagregação do concreto ou
deformação visível na armadura metálica, até ser atingido o carregamento F2.
No caso de não atendimento dos critérios de aceitação, o lote deve ser rejeitado.
10 Relatório do ensaio
O relatório do ensaio deve apresentar as seguintes informações:
a)
referência a esta Norma;
b)
marca e nome do fabricante e unidade de produção;
c)
solicitante do ensaio;
d)
características do material ensaiado;
e)
data de fabricação informada pelo fabricante;
f)
identificação do lote pelo fabricante;
g)
data do ensaio;
h)
resultados individuais de cada ensaio (valores de F1 e F2 considerados e Li, LF1 e LF2);
i)
indicação da carga recomendada (opcional);
j)
distância entre os apoios;
k)
indicação de contraflecha (se houver).
Anexo A
(informativo)
Equipamento e procedimentos de ajuste para ensaio de campo de vigotas
de lajes treliçadas e pré-lajes treliçadas
A.1 Generalidades
O equipamento descrito neste anexo se destina à execução de ensaio de carga de trabalho correspondente a F1
ou F2, menores que 600 kg, em vigotas de lajes treliçadas e pré-lajes treliçadas, com dimensões comercialmente
usuais. Para peças fora desse padrão, pode ser feita uma adaptação do equipamento, adequando-o às cargas
e dimensões específicas.
A.2 Descrição do equipamento
O equipamento é composto de quatro elementos distintos:
a)
laje de reação: executada em concreto armado, plana (2 mm/m), com espessura mínima de 0,12 m, largura
de 1,00 m e comprimento de 3,00 m, com dispositivo de fixação da torre de carga, composto por uma barra
de 12,5 mm de diâmetro, dotada de rosca no segmento externo e fixada no centro geométrico da laje
e também de dispositivo de fixação da barra vertical de medida de flecha, composto por um pino liso metálico
de 12,5 mm de diâmetro, posicionado lateralmente a 0,20 m do outro dispositivo, conforme apresentado na
Figura A.1. Os dois dispositivos de fixação devem se projetar pelo menos 40 mm para fora do plano da laje,
de forma a garantir a adequada fixação dos equipamentos. No caso de aproveitamento de laje já existente,
devem ser verificadas suas planicidade e resistência. Em casos específicos, pode ser ampliado
o comprimento da laje.
1,50 m
Ponto de fixação da barra vertical
0,20 m
Ponto de fixação da torre de carga
1,00 m
0,50 m
3,00 m
Figura A.1 — Medidas gerais da laje de reação, vista em planta
b)
cavaletes de apoio: executados com tubos metálicos de 20 mm de diâmetro e espessura igual ou maior
que 3 mm, com capacidade de carga de no mínimo 400 kg por unidade, devem ter altura mínima de 1,10 mm
e largura mínima de 0,40 m. Os cavaletes devem ser dotados de barra superior de apoio removível,
com diâmetro de 25 mm, de forma a permitir a inserção do corpo-de-prova na posição inversa. As travessas
de reforço devem estar dispostas de forma a não interferir com o posicionamento da torre de carga, quando
da execução dos ensaios de força cortante. O seu modelo esquemático, sem escala, é apresentado
na Figura A.2. Para cargas ou dimensões superiores, é necessária a adaptação das dimensões e bitolas
dos tubos.
Cavaletes de apoio
(Modelo esquemático)
Corpo-de-prova
Barra removível
Abas de apoio
0,30 m
1,10 m
0,60 m
Vista lateral
0,40 m
Vista frontal
Figura A.2 — Modelo esquemático do cavalete de apoio
c)
torre de carga: dispositivo de carregamento controlado, composto por uma garra tensionadora, conectada
em série a uma barra ajustável, um dinamômetro e um macaco tipo sanfona. Todo esse conjunto está fixado
a uma estrutura metálica, denominada carcaça, que é fixada à barra metálica da laje de reação. Seu esquema
é apresentado na Figura A.3.
Torre de carga
(Modelo esquemático)
Corpo-de-prova
Garra tensionadora
Barra ajustável
Dinamômetro analógico
Macaco de tração
Carcaça da torre
Dispositivo de fixação
Laje de reação
Figura A.3 — Modelo esquemático do conjunto tensionador ou torre de carga
A garra tensionadora, em forma de U possui um pino removível, com 25 mm de diâmetro, que aplica diretamente
a carga de flexão ou cisalhamento no corpo-de-prova. O elemento de força da torre é um macaco sanfona,
que funciona no seu modo inverso, tracionando todo o conjunto; pode ser substituído por um cilindro hidráulico,
quando se deseja gerar cargas mais elevadas que o previsto para este dispositivo. Do mesmo modo,
o dinamômetro, conectado em série ao macaco e à garra tensionadora, pode ser substituído por uma célula
de carga ou um anel dinamométrico, conforme a conveniência. Na parte inferior da torre de carga tem-se o suporte
metálico que permite a fixação da torre à laje de reação.
d)
barra vertical: destinada à fixação de relógio comparador. Consiste em um tubo metálico, com diâmetro
interno de 12,5 mm, paredes com espessura mínima de 1,5 mm e comprimento de pelo menos 1,50 m, onde
deve ser fixado o relógio comparador para medida de flecha. A barra vertical deve ser encaixada no pino
correspondente da laje de reação.
A.3 Uso do equipamento
Com a torre de carga fixada à laje de reação, posicionar os cavaletes, tomando-se como referência o eixo do pino
removível da garra tensionadora, em relação ao eixo das barras removíveis dos cavaletes. Tomar as devidas
precauções para a verificação da distância entre cavaletes e entre estes e o pino da garra tensionadora, cujas
medidas apresentam variações para cada tipo de ensaio.
Posicionar o corpo-de-prova, na sua posição normal ou inversa, sobre os apoios e dentro da garra tensionadora,
ajustando a sua altura com o auxílio da barra ajustável e do macaco, que deve estar na sua posição distendida.
Inserir o pino removível e proceder ao último ajuste com o macaco, encostando o pino no corpo-de-prova, sem
que o dinamômetro assinale carga sobre a vigota.
Com a barra vertical em posição, ajustar o relógio comparador a ela fixado sobre o pino da garra tensionadora
e proceder à leitura inicial. O relógio pode ser fixado à barra com suporte magnético, garra ou outro dispositivo que
não permita a sua movimentação durante o ensaio.
Acionar o macaco e proceder à execução do ensaio conforme previsto na Seção 6.