Punção 1i85w

3. Punção

3.1. Introdução O fenômeno da punção ocorre quando uma força agindo em uma pequena área de uma placa provoca a sua perfuração; é o que ocorre nas lajes sem vigas, em que há uma elevada força concentrada, relativa à reação de apoio junto ao pilar.

Por ser uma ruptura abrupta, sem aviso, suas conseqüências são particularmente desastrosas e, por essa razão, é importante que os elementos da estrutura apresentem boa ductilidade, ou seja,sofram deformações antes que atinjam sua resistência última.

3.2. Lajes sem vigas Lajes lisas: lajes apoiadas diretamente nos pilares, sem capitel.

Lajes cogumelo: lajes apoiadas diretamente nos pilares, com capitel, “drop ” ou uso simultâneo dos dois!

Capitel: engrossamento da seção do pilar na região da ligação com a laje! “Drop ”: engrossamento da laje na região da ligação com o pilar!

A função do capitel e do “drop ” é diminuir as tensões na ligação laje-pilar e evitar a possibilidade de puncionamento.

Em virtude da dificuldade de execução dos capitéis e dos “drop ”, principalmente das fôrmas, além de resultar em tetos não lisos (não-contínuos ou interrompidos), é conveniente evitar essa soluções para combater as tensões de punção na ligação. Solução: uso de armaduras transversais na região da ligação laje-pilar.

Figura – detalhe armadura de punção (uso de conectores tipo pino)

Figura – detalhe armadura de punção (uso de estribos)

Métodos de cálculo das lajes sem vigas:

Nos casos mais gerais devem ser utilizados métodos numéricos, como o método das diferenças finitas e método dos elementos finitos, na análise estrutural de lajes lisas e cogumelo. Nos casos em que os pilares estiverem dispostos em filas ortogonais, de maneira regular e com vãos pouco diferentes, o cálculo dos esforços pode ser realizado pelo processo elástico aproximado descrito no item 14.7.8 da NBR 6118: 2007.

Espessura mínima: De acordo com o item 13.2.4 da NBR 6118:2007, devem ser respeitados os seguintes limites mínimos para a espessura: - Lajes lisas: 16cm; - Lajes-cogumelo: 14cm.

Detalhamento das armaduras ivas (armaduras de flexão): Deve ser respeito o disposto no item

20.3 da NBR 6118:2007.

3.3. Punção nas lajes sem vigas É sempre conveniente que essas lajes sejam dimensionadas de modo que o estado limite último, se atingido, seja por flexão. A punção em uma placa é basicamente a sua perfuração devido às altas tensões de cisalhamento, sendo estas provocadas por forças concentradas ou agindo em pequenas áreas. Nessas placas as cargas concentradas, ou agindo em pequenas áreas, além da ruína por punção, podem provocar ruína por flexão ou ainda por associação entre as duas. Pior situação: ruína por punção. Nesta a força cortante é predominante, a laje se rompe por cisalhamento antes que a capacidade resistente de flexão seja atingida, provocando uma ruína abrupta que, por não fornecer qualquer aviso prévio, é extremamente perigosa.

PILAR INTERNO: a superfície de ruína é praticamente um tronco de cone ou de pirâmide, com inclinação entre 30º e 35º, conforme figura abaixo. PILARES DE BORDA E DE CANTO: essas superfícies são mais irregulares e a análise da ruína é consideravelmente mais difícil, principalmente devido à influencia dos efeitos de flexão e de torção.

3.4. Fatores que interferem na resistência à punção  altura útil e relação entre o lado de pilar quadrado e a altura útil;  relação entre os lados dos pilares;  aberturas nas lajes próximas aos pilares;  excentricidade de carregamento;  perímetro de contato entre a laje e o pilar;  armadura de flexão;  armadura de cisalhamento.

3.5. Soluções que podem ser empregadas  aumentar a espessura das lajes no todo ou em parte;  Aumentar a seção transversal da região do pilar sob a laje (capitel);  Colocar armadura especifica para combater as tensões que podem provocar a punção.

3.6. Tipos de armaduras transversais para punção 3.6.1 Estribos verticais É o tipo de armadura de cisalhamento mais indicado. Os estribos podem ser fechados ou em forma de “U”, ou simplesmente barras verticais com ganchos de ancoragem nas extremidades, enlaçando as barras superiores e inferiores. Estas últimas são de mais fácil colocação e fazem menos interferência com as outras armaduras.

3.6.2 Conectores (“studs”) Essas armaduras geralmente são de fácil colocação, têm custo adequado e apresentam bons resultados em ensaios realizados por diversos pesquisadores. Podem ser divididas em dois grupos principais: - Segmentos cortados de perfis metálicos com seção I; - Elementos com placas de ancoragem redondas ou quadradas nas duas extremidades, ou faixa contínua de chapa de aço na extremidade inferior. O conector mais indicado é o com placas nas extremidades, com área em torno de dez vezes a da barra.

3.7. Verificação à punção de acordo com a NBR 6118 – item 19.5 O modelo de cálculo proposto pela norma, se baseia na verificação do cisalhamento em superfícies criticas perpendiculares ao plano médio da laje (superfícies de controle), obtidas pela multiplicação da altura da laje por um perímetro (contorno) critico definido pela norma. As tensões atuantes nessas superfícies são comparadas com tensões resistentes para cada uma, para as situações de ligações sem e com armadura de punção. A verificação compreende três os básicos:

1º) Determinação dos contornos críticos: devem ser considerados três contornos (ou perímetros) críticos, e o cálculo

C, C’ e C”

de cada um dos contornos pode ser feito de acordo com a figura a seguir, conforme a posição do pilar na estrutura.

2º) Cálculo das tensões solicitantes (atuantes) de cálculo, sd : Item 19.5.2 – NBR 6118. O cálculo depende: da posição do pilar (centro, borda ou canto);  da sua geometria;  das ações (força normal e momentos fletores em uma ou duas direções).

3º) Cálculo das tensões resistentes de cálculo,

Rd1 ,Rd2 e Rd1

: Item 19.5.3 – NBR 6118.



: tensão de cisalhamento resistente de cálculo limite, para que uma laje possa dispensar a armadura transversal para resistir à força cortante. Rd1



: tensão de cisalhamento resistente de cálculo limite para verificação da compressão diagonal do concreto na ligação laje-pilar. Rd2



Rd3

: tensão de cisalhamento resistente de cálculo.

Seqüência dos cálculos: a) Verifica se



Sd

 Rd2 (ruptura do concreto à compressão)

b) Verifica se



Sd

 Rd1 .

 - Se  - Se

Sd Sd

 Rd1 : não é necessário fazer a próxima verificação.

> Rd1 : há possibilidade de punção é necessário fazer a próxima

verificação para o cálculo da armadura de punção.

c) Verifica se



Sd

 Rd3

3.8. Detalhamento A NBR 6118 (itens armadura.

19.5.3.3 e 20.4) dá especial destaque a esse tipo de

e figura 19.9.