ANÁLISE DOS ESFORÇOS A PUNÇÃO E A VIABILIDADE ECONÔMICA NA UTILIZAÇÃO DOS PINOS

ANÁLISE DOS ESFORÇOS A PUNÇÃO E A VIABILIDADE ECONÔMICA NA UTILIZAÇÃO DOS PINOS TIPO STUDS

Everton Lovatto da Silva, [e-mail]

Rodrigo Junior da Motta Camicia, [e-mail]

Artigo científico da disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso II, do 10º período do Curso de Engenharia Civil da Faculdade de Pato Branco – FADEP, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

RESUMO

O efeito de punção é descrito como a tendência do pilar em perfurar a laje e se não verificado tal esforço pode levar a estrutura ao colapso. Como esse fenômeno é caracterizado por uma ruptura frágil e repentina, o estudo teve por objetivo comparar dois métodos para combater tal esforço por pino tipo stud e estribo tipo pente e assim verificando a viabilidade econômica entre eles. Esta pesquisa visa apresenta a análise dos esforços de punção nas ligações laje-pilar seguindo o método da superfície de controle, descrita na NBR 6118:2014, levando em consideração as taxas de armadura para colapso progressivo e os esforços resultantes de cisalhamento nas ligações laje-pilar. Para o estudo foi utilizada uma laje plana protendida com dimensões de 15 x 20 metros, na qual foram distribuídos 12 pilares de mesma dimensão 0.30 x 0.60 metros, e através de software estrutural obteve-se os esforções resultantes. As análises foram feitas para diferentes posições dos pilares sendo adotados, um pilar de borda, um de canto e um de centro, também foram feitas variações na espessura da laje sendo elas: 20, 27, 32 e 35 cm, para que assim a análise abrangesse o maior número de situações nas ligações. Desenvolveu-se um roteiro de cálculo onde foram feitas as devidas verificações para cada contorno crítico, obtendo a área de aço necessária para resistir tais esforços, para a verificação dos studs, utilizou-se o software Peikko Designer, o qual faz a disposição da armadura cisalhante para cada situação analisada. Para o dimensionamento dos estribos pente, foram feitas as disposições do aço adotado nas mesmas direções onde foram adotados os pinos, abrangendo toda a superfície crítica encontrada. Como resultado pode-se analisar isoladamente que os studs em relação aos estribos são em média 17.4% mais caros. Contudo, ao ser comparado com o valor total para a execução de toda a estrutura da laje esse valor cai para 0.80%, o custo dos conectores cai significativamente viabilizando sua utilização, devido sua rapidez na montagem e confiabilidade do sistema.

Palavras-chave: Punção; laje lisa protendida; viabilidade econômica.

ABSTRACT

The puncture effect is described as the tendency of the column to perforate the slab and if this effort is not verified, it can cause the structure to collapse. As this phenomenon is characterized by a fragile and sudden rupture, the study aimed to compare two methods to combat such effort by stud pin and comb stirrup and thus verifying the economic viability between them. This research aims to present the analysis of the punching efforts in the slab-column connections following the control surface method, described in NBR 6118: 2014, taking into account the reinforcement rates for progressive collapse and the resulting shear stresses in the slab-column connections. cornerstone. For the study, a prestressed flat slab with dimensions of 15 x 20 meters was used, in which 12 columns of the same dimension 0.30 x 0.60 meters were distributed, and the resulting efforts were obtained through structural software. The analyzes were made for different positions of the pillars being adopted, an edge column, a corner column and a center column, variations in the thickness of the slab were also made: 20, 27, 32 and 35 cm, so that the analysis cover the greatest number of situations in the calls. A calculation script was developed where the necessary checks were made for each critical contour, obtaining the steel area necessary to resist such efforts, to check the studs, the Peikko Designer software was used, which makes the reinforcement arrangement shear for each situation analyzed. For the dimensioning of the comb stirrups, the provisions of the adopted steel were made in the same directions where the pins were adopted, covering the entire critical surface found. As a result, it can be analyzed separately that studs in relation to the stirrups are on average 17.4% more expensive. However, when compared with the total value for the execution of the entire structure of the slab, this value drops to 0.80%, the cost of the connectors drops significantly, making their use feasible, due to their quick assembly and system reliability.

 

INTRODUÇÃO

Com a evolução da construção civil é exigido das estruturas de concreto armado projetos arquitetônicos cada vez mais meticulosos, ambiciosos e com vãos maiores, fazendo-se necessário buscar sistemas não convencionais para que se torne possível a execução dessas estruturas.

Os esforços de punção são estudados a muitas décadas, entretanto, muitos pesquisadores divergem sobre qual é o melhor método para combater esse fenômeno, que pode levar ao colapso da estrutura. Existem várias formas de serem combatidos tais esforços como a utilização de armadura cisalhante conhecidas como studs, que são pinos que ficam dispostos na área onde a solicitação ocorre. Porém por apresentar um custo aparentemente mais elevado leva a soluções in loco mais simples, como a utilização de estribos, os quais se não estiverem sido dobrados, amarados e fixados de forma correta, podem comprometer a integridade da estrutura.

O método da superfície de controle ainda é o mais utilizado no país. Sendo que o roteiro de cálculo segue de acordo com a ABNT NBR 6118 (2014), foram analisados os métodos para combater tal esforço como o uso de studs, estribo tipo pente, e quanto a espessura da laje influencia na resistência a punção.

O objetivo geral deste trabalho é analisar o esforço de punção em ligações laje-pilar em estruturas com laje lisa protendida. Verificando assim os esforços solicitantes de punção para cada pilar, também determinar quais são os pilares mais críticos sendo um pilar de canto, um de borda e um de centro e por fim chegar à conclusão de qual alternativa é economicamente mais viável sem que tenha perda do fator de segurança da estrutura.

O trabalho está dividido em tópicos, no item 2 estão descritos os referenciais teóricos que

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