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290 IBRACON Structures and Materials Journal • 2013 • vol. 6 • nº 2
Experimental and numerical analysis of reinforced concrete mushroom slabs
utilizadas armaduras ortogonais, Kinnunen e Nylander [7] tiveram de
propor alterações que na prática elevaram ainda mais o nível de
complexidade do método, dificultando a sua utilização corrente.
1.2 Justificativa
Muitos outros estudos foram desenvolvidos, a maioria voltada para
a avaliação do uso de armaduras de cisalhamento no combate à
punção. No que se refere ao uso de ábacos ou capitéis, os poucos
trabalhos encontrados (Wey [8] e Hueste at al. [9]) são voltados
para a avaliação da ductilidade da ligação laje-pilar em casos de
sismos (carregamento cíclico). As normas de projeto de estruturas
de concreto apresentam recomendações superficiais para estimar
a resistência à punção de lajes cogumelo, em muito baseadas em
ensaios com sapatas. Logo, fica evidente a relevância de se pro-
duzir resultados experimentais sobre o comportamento e resistên-
cia de lajes cogumelo.
1.3 Metodologia
Este artigo apresenta resultados de 4 ensaios em ligações laje-
-pilar, sendo 1 laje lisa e 3 lajes cogumelo com capitéis. Os re-
sultados experimentais são comparados com valores teóricos de
acordo com as normas NBR 6118 [10], EUROCODE 2 [11], Teoria
da Fissura Crítica de Cisalhamento (Muttoni [12]). Apresentam-se
ainda os resultados de uma análise computacional não-linear atra-
vés do software comercial MIDAS FEA realizada com o objetivo de
entender melhor o comportamento e o mecanismo de ruptura de
lajes cogumelo.
2. Métodos recomendados para o cálculo
da punção
2.1 NBR 6118/2007
A NBR 6118 [10] recomenda que a verificação da resistência à
punção em lajes cogumelo sem armadura de cisalhamento deve
ser feita em três regiões. Deve-se avaliar a resistência à compres-
época um dos maiores desafios era a determinação dos esforços
em um pavimento sem vigas, apenas com apoios pontuais, sen-
do comum grande variação na taxa de armadura de flexão den-
tre os diferentes sistemas. Segundo Melo [4], em 1911 ocorreu o
primeiro acidente estrutural em um edifício com lajes lisas. Foi o
desabamento do edifício Prest-o-Lite nos EUA, onde a ruptura por
punção que levou o edifício todo à ruína evidenciou a necessidade
de estudar melhor o comportamento da ligação laje-pilar.
A primeira pesquisa que forneceu subsídios para o dimensiona-
mento à punção de ligações laje-pilar foi realizada por Talbot [5],
que na verdade ensaiou sapatas de concreto armado e observou
que em muitos casos elas romperam por punção, formando um
tronco de cone com faces inclinadas em torno de 45º (devido
a elevada espessura das sapatas testadas), verificando ainda
que a taxa de armadura de flexão poderia influenciar significa-
tivamente na resistência última à punção, fato este também ob-
servado por Richart [6]. Apenas em 1960 surgiu o primeiro mo-
delo teórico para explicar o mecanismo de ruptura por punção
e prever a resistência última de ligações laje-pilar. Este modelo
foi apresentado por Kinnunen e Nylander [7] e baseava-se em
observações experimentais obtidas após a realização de um vas-
to programa experimental. Os autores observaram que a parte
da laje externa à superfície de ruptura apresentava rotações de
corpo rígido e criaram um modelo buscando satisfazer o equilí-
brio das forças (ver Figura 3a). Nesse modelo, os segmentos de
laje são tratados como corpos rígidos supostamente apoiados
em uma casca cônica imaginária confinada entre o pilar e a fis-
sura de cisalhamento. Sob carregamento, cada segmento rígido
gira em torno de um ponto de rotação (CR) e é suportado pelas
forças resultantes apresentadas na Figura 3b, com as forças in-
ternas sendo uma função da rotação (ψ) da laje. Para os autores
a ruptura ocorre quando um ponto na superfície inferior da laje,
verticalmente localizado abaixo da extremidade da fissura de ci-
salhamento, atinge uma deformação radial crítica (εcto ) ao mesmo
tempo em que as deformações tangenciais no concreto e na cas-
ca cônica imaginária atingem valores de ruptura característicos
para o concreto. Este modelo foi inicialmente desenvolvido para
o caso de armaduras axissimétricas, mas como, na prática, são
Figura 2 – Laje cogumelo que apresenta a combinação capitel e ábaco