análise comparativa de normas para a punção em lajes de concreto armado

250 Pages·2010·2.48 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO TECNOLÓGICO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

FERNANDO TOPPAN RABELLO

ANÁLISE COMPARATIVA DE NORMAS PARA A
PUNÇÃO EM LAJES DE CONCRETO ARMADO

FLORIANÓPOLIS/SC
2010
Catalogação na fonte pela Biblioteca Universitária
da
Universidade Federal de Santa Catarina

R114a Rabello, Fernando Toppan
Análise comparativa de normas para a punção em
lajes de concreto armado [dissertação] / Fernando
T oppan Rabello ; orientador, Narbal Ataliba
. Marcellino. -
Florianópolis, SC, 2010.
248 p.: il., grafs., tabs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de
Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de

Pós-Graduação em Engenharia Civil.

Inclui referências

1. Engenharia civil. 2. Concreto armado. 3. Punção.
4. Normalização. 5. Lajes lisas. I. Marcellino, Narbal
Ataliba. II. Universidade Federal de Santa Catarina.
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. III.
Título.

CDU 624
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil

ANÁLISE COMPARATIVA DE NORMAS PARA A
PUNÇÃO EM LAJES DE CONCRETO ARMADO

Dissertação submetida à Universidade
Federal de Santa Catarina exigida
pelo Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil - PPGEC, como
parte dos requisitos para obtenção do
Titulo de Mestre em Engenharia Civil.

FERNANDO TOPPAN RABELLO

Florianópolis, março de 2010.

ANÁLISE COMPARATIVA DE NORMAS PARA A
PUNÇÃO EM LAJES DE CONCRETO ARMADO

FERNANDO TOPPAN RABELLO

Dissertação submetida à Universidade
Federal de Santa Catarina exigida
pelo Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil - PPGEC, como
parte dos requisitos para obtenção do
Titulo de Mestre em Engenharia Civil.

______________________________________________________
Profª. Janaíde Cavalcante Rocha – Coordenadora do PPGEC
______________________________________________________
Prof.a Narbal Ataliba Marcellino – Orientador / Moderador
COMISSÃO EXAMINADORA:
______________________________________________________
Prof. Daniel Domingues Loriggio – ECV/UFSC
______________________________________________________
Prof. Roberto Caldas Andrade Pinto – ECV/UFSC
______________________________________________________
Prof. Roberto Chust Carvalho – UFSCAR

AGRADECIMENTOS

AGRADECIMENTOS
A Deus, pelas oportunidades e pela possibilidade de aproveitá-las o
melhor possível.

Aos meus pais e meus irmãos pela alegria, apoio e incentivo
infindáveis.

Ao meu professor orientador Narbal Ataliba Marcellino, pela
oportunidade de morar em Florianópolis, pelos ensinamentos, pela
ajuda e confiança.

A minha namorada Cristina Djusca e sua família (incluindo o
Marley), pela ajuda e carinho.

Ao meu tutor, Engº Adriano Etcheverry da empresa Flexcon
Engenharia, pelos conhecimentos e ensinamentos impagáveis e por
sua amizade.

Aos professores Roberto Pinto e Henriette La Rovere por
colaborarem com o aprimoramento deste trabalho.

Aos professores Daniel Loriggio e Roberto Chust Carvalho e pelo
tempo despendido e contribuição nas correções da dissertação.

Meus avós, pelas rezas brabas e pelo carinho.

Meu irmão postiço Gustavo Henequim, meu broder Lauro Fruet e
meu tio Rodrigo Rabello pela diversão, amizade e apoio.

A toda a equipe da FAPEU e Labtrans da UFSC, pela oportunidade
de aprender e crescer como pessoa e profissional.

Ao professor Carlos Butze, ao Robertinho do Departamento de
Engenharia Civil, à Mari e à Shayene da pós graduação e a todos
que influenciaram de maneira positiva esse processo.

Dissertação de Mestrado – Fernando Toppan Rabello 7

SUMÁRIO

SUMÁRIO
RESUMO ............................................................................................. 13
ABSTRACT ......................................................................................... 15
LISTA DE FIGURAS ......................................................................... 17
LISTA DE TABELAS ......................................................................... 21
1 INTRODUÇÃO ................................................................................ 23

1.1 Justificativa .......................................................................................... 26

1.2 Objetivos .............................................................................................. 28

1.3 Planejamento ....................................................................................... 30
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................ 31

2.1 Histórico ............................................................................................... 31

2.1.1 Pesquisas Internacionais ............................................................... 31

2.1.2 Pesquisas Feitas no Brasil ............................................................ 38

2.2 Fatores que influenciam na resistência à punção ............................. 41

2.2.1 Espessura da laje ........................................................................... 42

2.2.2 Dimensões, formato e dimensão do pilar ...................................... 43

2.2.3 Armadura de punção ..................................................................... 43

2.2.4 Resistência do concreto ................................................................. 44

2.2.5 Relação momento fletor / esforço cortante .................................... 44

2.2.6 Taxa de armadura de flexão .......................................................... 44

2.2.7 Efeito escala (Size effect) ............................................................... 45

2.2.8 Influência do tipo de carregamento ............................................... 46

2.2.9 Armadura contra colapso progressivo .......................................... 46

2.2.10 Tipos de armadura de punção ..................................................... 47

2.3 Modelos de cálculo .............................................................................. 58

2.3.1 Método da superfície de controle .................................................. 58

2.3.2 Método de bielas e tirantes ............................................................ 59

2.3.3 Modelos mecânicos ....................................................................... 61

2.4 Normas e Especificações ..................................................................... 64

2.4.1 ACI 318/08 .................................................................................... 64

2.4.2 NBR 6118/03 ................................................................................. 70

2.4.3 EUROCODE 2/04 ......................................................................... 77

Dissertação de Mestrado – Fernando Toppan Rabello 9
SUMÁRIO

2.4.4 BS 8110/97 ..................................................................................... 86

2.5 Modelos de cálculo das Normas para a punção: considerações ...... 94

2.5.1 Modelo adotado ............................................................................. 94

2.5.2 Perímetros de controle .................................................................. 94

2.5.3 Elaboração do dimensionamento para a punção nas Normas ...... 95
2.6 Critérios de compatibilização entre as Normas para validação da

comparação dos resultados ..................................................................... 101

2.6.1 Método de avaliação da resistência do concreto à compressão .. 101

2.6.2 Métodos dos pórticos equivalentes .............................................. 103

2.6.3 Coeficientes de ponderação ......................................................... 113
3 EXEMPLO DE VERIFICAÇÃO .................................................. 115

3.1 Apresentação da laje ......................................................................... 116

3.2 Cargas e solicitações da laje .............................................................. 118

3.2.1 Cargas permanentes .................................................................... 118

3.2.2 Cargas acidentais ........................................................................ 119

3.3 Momentos transferidos ao pilar ....................................................... 120

3.3.1 Carregamentos ............................................................................ 120

3.3.2 Definição dos momentos transferidos ao pilar ............................ 120

3.4 Reação nos pilares ............................................................................. 127

3.4.1 NBR 6118/03 – Reação concentrada de cálculo ......................... 128

3.4.2 BS 8110/97 – Reação concentrada de cálculo ............................ 129

3.4.3 EUROCODE 2/04 – Reação concentrada de cálculo.................. 131

3.4.4 ACI 318/08 – Reação concentrada de cálculo ............................ 132

3.5 Armadura longitudinal de flexão ..................................................... 134

3.5.1 Norma Brasileira ......................................................................... 134

3.5.2 Norma Inglesa ............................................................................. 135

3.5.3 Norma Européia .......................................................................... 136
4 VERIFICAÇÕES À PUNÇÃO ...................................................... 138

4.1 Verificação sem armadura de punção ............................................. 138

4.1.1 NBR 6118/03................................................................................ 138

4.1.2 BS 8110/97 ................................................................................... 144

4.1.3 ACI 318/08 ................................................................................... 149

4.1.4 EUROCODE 2/04 ........................................................................ 153

4.2 Verificação com armadura de punção ............................................. 158

4.2.1 NBR 6118/03................................................................................ 158

10 Dissertação de Mestrado – Fernando Toppan Rabello