3 D ET FORMELLE RAMMEVERKET – L OVVERK , AKTØR
3.7 B ENÅDNING OG OVERFLYTTING TIL BOTSFENGSLET
Para uma maior confiabilidade dos resultados, determinou-se a partir dos ensaios de flexão, a resistência a tração do concreto, o módulo de elasticidade e a resistência a compressão do concreto. Os valores experimentais quanto as características do concreto são utilizadas para as verificações analíticas.
7.1.1. DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE
Para as lajes ensaiadas à flexão foram determinados os valores de módulo de elasticidade do concreto (Ec) a partir das flechas obtidas durante a realização dos ensaios.
Tais valores de módulo, proveniente de flechas, foram comparados com os módulos determinados a partir das resistências à compressão obtidas com os ensaios de corpos de prova, que foram fornecidos pelo fabricante.
Tal procedimento foi empregado com intuito de garantir maior confiabilidade quanto aos valores experimentais de resistência do concreto, empregados nesta pesquisa. A determinação do módulo de elasticidade a partir de valores de flecha obtidos por meio de ensaios experimentais pode ser realizada conforme expressões apresentadas no item 4.2.2 deste trabalho.
O valor do módulo de elasticidade secante do concreto, quando não se tem o valor experimental, pode ser calculado por meio da expressão normativa:
𝐸𝑐𝑠 = 𝛼𝑖 ∙ 𝐸𝑖 (7.4)
𝛼𝑖 = 0,8 + 0,2 ∙𝑓80 ≤ 1,0𝑐𝑘 (7.5)
E o valor do módulo de elasticidade inicial do concreto pode ser obtido a partir das seguintes expressões:
𝐸𝑐𝑖 = 𝛼𝐸 ∙ 5600 ∙ √𝑓𝑐𝑘 para fck de 20 MPa a 50 MPa; (7.6)
𝐸𝑐𝑖 = 21,5𝑥103𝛼𝐸 ∙ (𝑓10𝑐𝑘+ 1,25) 1 3⁄
para fck de 55 MPa a 90 MPa; (7.7)
Sendo:
αE = 1,2 para basalto e diabásio;
αE = 1,0 para granito e gnaisse;
αE = 0,9 para calcário;
αE = 0,7 para arenito.
Onde:
Eci e fck são dados em megapascal (MPa).
Como demonstrado no Capítulo 5 deste trabalho, devido à dificuldade da fixação do EPS durante a etapa de concretagem, o mesmo pode movimentar, fazendo com que a seção transversal de projeto seja diferente do que foi executado. Nas extremidades quando o ESP está exposto, é possível medir a real seção, porém, no meio do vão essa aferição não é possível. Destaca-se aqui que a seção transversal pode ser variável em todo o comprimento da laje.
Para a determinação do módulo de elasticidade, são consideradas três seções transversais, sendo, a primeira a média das propriedades das extremidades A e B, a segunda, considerando as propriedades da extremidade A e a terceira, considerando as propriedades da extremidade B. Os valores de módulo de elasticidade determinados estão indicados na Tabela 7-1.
Tabela 7-1: Determinação dos módulos de elasticidade do concreto Fepx
(kN) L (mm) I
hom
(mm4) (mm) aexp (MPa) fcj (kN/mmEc,exp 2) (kN/mmEci 2)
L04 24,30 5600 3,6726.108 5,54 40 43,70 42,50 L04A 24,30 5600 3,4360.108 5,54 40 46,70 42,50 L04B 24,30 5600 3,9092.108 5,54 40 41,05 42,50 Média 43,82 L05 13,80 5547,5 3,9807.108 2,98 40 41,38 42,50 L05A 13,80 5547,5 4,1109.108 2,98 40 40,07 42,50 L05B 13,80 5547,5 3,8508.108 2,98 40 42,77 42,50 Média 41,40 L06 23,50 5595 3,8817.108 5,15 40 42,89 42,50 L06A 23,50 5595 3,9431.108 5,15 40 42,23 42,50 L06B 23,50 5595 3,8204.108 5,15 40 43,58 42,50 Média 42,90
[Fonte: próprio autor]
Comparando os valores dos módulos de elasticidade, é possível observar a proximidade dos valores obtidos, garantindo a confiabilidade dos valores experimentais empregados nesta pesquisa, que por sua vez foram fornecidos pelos respectivos fabricantes das unidades alveolares. Os laudos dos corpos-de-prova podem ser vistos no Anexo A.
7.1.2. DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO CONCRETO À
TRAÇÃO
Para garantir maior confiabilidade quanto aos valores de resistência do concreto à tração, foram determinados valores de resistência do concreto à tração a partir de valores de momento de fissuração determinados por meio dos ensaios. A partir da equação apresentada em 4.2.1, que determina o momento de fissuração, determina-se o valor da resistência média do concreto à tração.
Semelhantemente ao que foi feito para a análise do módulo de elasticidade quanto a seção transversal, aplica-se aqui o mesmo critério. Utiliza-se como propriedade da laje a média das seções transversais das duas extremidades. Posteriormente, é feita a análise considerando as propriedades da exterminada A e, em seguida, as propriedades da extremidade B.
Os valores para o cálculo da resistência média do concreto à tração, determinados a partir dos valores do momento de fissuração obtidos com os ensaios, e os respectivos valores dessa resistência podem ser observados na Tabela 7-2.
Tabela 7-2: Determinação da resistência média do concreto à tração, a partir do momento de fissuração experimental
Mr,exp
(kN.m) N
p
(kN) Ahom (m4) yhom (m) Ihom (m4) ep (m) f
ctm (MPa) L04 46,70 356,63 0,142222 0,07573 3,6726.10-4 0,04823 -2,384 L04A 46,42 356,07 0,139434 0,07435 3,4360.10-4 0,04685 -2,587 L04B 46,97 357,23 0,145010 0,07711 3,9092.10-4 0,04961 -2,204 Média -2,392 L05 33,21 358,01 0,146305 0,07849 3,9807.10-4 0,04849 -0,452 L05A 33,47 360,55 0,149050 0,07550 4,1109.10-4 0,04550 -0,477 L05B 32,95 355,52 0,143559 0,08148 3,8508.10-4 0,05148 -0,415 Média -0,448 L06 47,22 359,13 0,146656 0,07695 3,8817.10-4 0,04695 -2,380 L06A 47,46 360,20 0,149177 0,07606 3,9431.10-4 0,04686 -2,323 L06B 46,97 358,05 0,144135 0,07784 3,8204.10-4 0,04704 -2,436 Média -2,380
[Fonte: próprio autor]
Observa-se uma proximidade nos resultados obtidos nas lajes L04 e L06, porém, para a laje L05 o valor está discrepante e muito menor do que se esperava. No próximo tópico é determinada a resistência à compressão do concreto. A partir da resistência à tração são abordadas as possíveis causas do valor discrepante identificado na laje L05.
7.1.3. ENSAIO A FORÇA CORTANTE SEM ESTRIBOS
Primeiramente na Figura 7-2, apresentam-se as curvas de força no atuador pelo deslocamento medido já considerando o peso próprio da laje e dos aparatos de ensaio.
Figura 7-2: Força no atuador versus deslocamento
Para melhor clareza dos resultados separam-se as curvas de força no atuador versus deslocamento, de acordo com a distância da extremidade até a ponto de aplicação da força. Essas curvas podem ser vistas nas Figura 7-3, Figura 7-4 e Figura 7-5.
Figura 7-3: Força no atuador versus deslocamento – L1 = 60cm
[Fonte: próprio autor]
Figura 7-4: Força cortante versus deslocamento – L1 = 37,5cm (2,5h)
Figura 7-5: Força no atuador versus deslocamento – L1 = 30,0cm (2,0h)
[Fonte: próprio autor]
Os valores correspondentes à força no atuador última obtidos nos ensaios considerando o peso próprio estão indicados na Tabela 7-3.
Tabela 7-3: Resultados para as lajes sem estribos ensaiadas a força cortante Pexp (kN) L01SE 64,59 L02SE 93,42 L03SE 78,23 L04A 86,24 L04B 89,71 L05A 116,63 L05B 99,52 L06A 85,77 L06B 94,26
[Fonte: próprio autor] Pexp, : força última no atuador aplicada no ensaio.
7.1.4. ENSAIO A FORÇA CORTANTE COM ESTRIBOS
Na Figura 7-2, apresentam-se as curvas de força no atuador pelo deslocamento medido já considerando o peso próprio da laje e dos aparatos de ensaio. Para a laje L01CE, a distância do apoio até o ponto de aplicação são de 60cm, já para as lajes L02CE e L03CE a distância do apoio até o ponto de aplicação são de 37,50cm (2,5h).
Figura 7-6: Força no atuador versus deslocamento
[Fonte: próprio autor]
Os valores correspondentes à força no atuador última obtidos nos ensaios considerando o peso próprio estão indicados na Tabela 7-4.
Tabela 7-4: Resultados para as lajes com estribos ensaiadas a força cortante Pexp (kN)
L01CE 83,61
L02CE 82,29
L03CE 91,15
[Fonte: próprio autor] Pexp, : força última no atuador aplicada no ensaio.
7.1.5. ENSAIO À FLEXÃO
A curva força no atuador versus deslocamentos para os ensaios de flexão está apresentada na Figura 7-7.
Figura 7-7: Força no atuador versus deslocamento
[Fonte: próprio autor]
Os valores correspondentes à força no atuador de fissuração e última obtidos nos ensaios, considerando o peso próprio, estão indicados na Tabela 7-4.
Tabela 7-5: Resultados para as lajes ensaiadas à flexão Pr (kN) PELU (kN)
L04 24,30 27,75
L05 13,80 27,63
L06 23,50 29,18
[Fonte: próprio autor]
Pr, : força no atuador correspondente ao momento de fissuração no ensaio, na seção em análise;
PELU : força no atuador correspondente ao momento fletor último no ensaio, na seção em
análise.