Resistência de lajes alveolares pré-fabricadas ao cisalhamento

Nas últimas décadas as lajes alveolares protendidas se tornaram os elementos pré-fabricados de maior aplicação em todo o mundo. Entretanto, no Brasil ainda não existe uma normalização específica que oriente a padronização de projeto ou mesmo que estabeleça os critérios necessários de desempenho para a realização de ensaios de controle de qualidade, visando a certificação desse produto.

Neste artigo é apresentado o procedimento padronizado de ensaio ao cisalhamento para lajes alveolares pré-fabricadas de concreto protendido, seguindo as recomendações da FIB (CEB-FIP) e da norma EN 1168/2005. São descritos de forma resumida os procedimentos de ensaio, sendo também apresentadas algumas considerações sobre os critérios de projeto e de aceitabilidade em relação à produção.

Para verificar a aplicação desse método de ensaio no Brasil, realizou-se um estudo experimental que envolveu pesquisas de pós-graduação desenvolvidas no Netpre-UFSCar (Núcleo de Estudos e Tecnologia em Pré-moldados de Concreto da Universidade Federal de São Carlos) em conjunto com a Cassol Pré-fabricados, pelo convênio entre a UFScar e a Abcic (Associação Brasileira da Construção Industrializada de Concreto). Foram realizados ensaios em elementos de lajes sem capa, com capa e com preenchimento de alvéolos. Os resultados experimentais são comparados com critérios de cálculo de acordo com a NBR 6118/2003 e EN 1168/2005. Cabe salientar a importância da identificação e rastreabilidade do produto que possibilitou a recuperação de todos os dados obtidos nas inspeções e ensaios durante a produção: Qualificação e análise de desempenho dos materiais componentes do concreto e aço, traço e dosagem das misturas utilizadas, desvio-padrão do concreto, resistência de liberação 21,0 MPa para desprotensão em 24 horas, resistência à tração, módulo de elasticidade do concreto, controle dimensional em relação às tolerâncias estabelecidas em norma, relatório de alongamento dos cabos, acompanhamento da curva de cura a vapor compatível com as recomendações para elevação gradativa de temperatura, período constante e resfriamento.

Finalmente, é apresentada uma análise dos resultados encontrados com algumas considerações dos autores.

Introdução
A normalização em relação aos elementos estruturais pré-moldados foi recentemente revisada, tendo como principais aspectos: adequação à NBR 6118/2003 e à NBR 9062/2006, durabilidade, estrutura em serviço, estabilidade global da edificação, controle de qualidade, segurança e economia. Entretanto, no Brasil ainda não existe uma normalização específica para lajes alveolares que oriente a padronização de projeto ou mesmo que estabeleça os critérios necessários de desempenho para a realização de ensaios de controle de qualidade, necessários para a certificação desse produto.

De acordo com a literatura técnica internacional, as lajes alveolares podem apresentar diferentes mecanismos de ruptura: a) falha por perda da ancoragem; b) falha por cisalhamento (tensão no ponto crítico da nervura superior à resistência de tração do concreto); c) falha por cisalhamento em região fissurada (com efeito combinado de cisalhamento, flexão e escorregamento); d) falha por cisalhamento combinado com torção (em peças que não são planas); e) falha por flexão (ELU), com possibilidade de escorregamento da armadura ativa próximo à ruptura; f) falha por interação dos mecanismos de flexão e cisalhamento (em peças curtas com carregamentos altos).

Segundo várias pesquisas ao longo do mundo, o principal parâmetro a ser considerado no projeto das lajes alveolares protendidas é a resistência à tração do concreto, principalmente pelo fato de que a mesma é considerada no cálculo da resistência ao cisalhamento, onde a armadura transversal é dispensada. Segundo o "Manual de Qualidade para Lajes Alveolares" da FIP (1992), a resistência à tração efetiva do concreto em uma laje alveolar é altamente dependente da forma geométrica dos alvéolos, do traço de concreto e do método de produção.

Em geral essas lajes possuem capas de concreto acima de 5 cm para formar uma seção composta visando o aumento da capacidade da resistência à flexão. Por outro lado, desde que seja garantida a aderência entre a capa e a superfície da laje junto ao apoio, essa capa pode contribuir para o aumento da capacidade da resistência ao cisalhamento.

Para as situações correntes de projeto no Brasil as lajes alveolares mais utilizadas são as de 150 mm e 200 mm de altura, enquanto que na Europa e nos Estados Unidos são comuns as aplicações de lajes alveolares entre 265 mm e 500 mm de altura. Por essa razão, nem sempre os mecanismos resistentes críticos presentes nas lajes de maior altura serão compatíveis às situações de projeto encontradas no Brasil. Sendo assim, a realização de ensaios desse tipo de laje no Brasil é de grande importância para que se ganhe um melhor entendimento do funcionamento, que por sua vez também permite o aprimoramento de projeto.

Neste artigo é apresentado o procedimento padronizado de ensaio ao cisalhamento para lajes alveolares pré-fabricadas de concreto protendido, seguindo as recomendações do "Manual para Projeto de Lajes Alveolares" da FIB (2000) e da norma EN 1168/2005. São descritos de forma resumida os procedimentos de ensaio, sendo também apresentadas algumas considerações sobre os critérios de projeto e de aceitabilidade em relação à produção.