Punching in reinforced concrete flat slabs with reentrant corner column

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012.A ligação direta entre pilares e lajes de concreto armado é uma alternativa cada vez mais freqüente nos projetos de construção civil. Diversos fatores podem indicar a conveniência da utilização de um modelo estrutural do tipo laje lisa, ou solução com pilar apoiado em uma laje. Em ambos os casos, têm-se a situação da carga aplicada em uma área reduzida, gerando tensões de cisalhamento significativas na região da laje ao redor do pilar ou área carregada. Assim a laje tende a romper por punção. Neste trabalho foram investigados o comportamento estrutural e a resistência última à punção de ligações entre lajes lisas e pilares de canto reentrante. As principais variáveis consideradas foram: armadura de cisalhamento e excentricidade de carga na ligação. Foram ensaiados quatro modelos locais de ligação laje-pilar de canto reentrante, distribuídos em dois grupos: um com duas lajes sem armadura de cisalhamento, ensaiadas com diferentes excentricidades de carga e o outro grupo com duas lajes, uma com três e a outra com quatro camadas de double headed studs com disposição radial. Foram analisados os resultados de cargas últimas, fissuração, deslocamento vertical, deformações das armaduras de flexão e de cisalhamento e do concreto, e rotação das lajes. A armadura de cisalhamento e as diferentes excentricidades de carga influenciaram o comportamento e a carga de ruptura das lajes. Essas influências foram quantificadas. Os resultados experimentais foram comparados com os estimados segundo as normas: NBR 6118:2007, Eurocode 2:2004 e ACI 318:2008. Para os modelos sem armadura de cisalhamento as estimativas de resistência à punção obtidas com a NBR 6118:2007 e o Eurocode 2:2004 foram semelhantes aos resultados obtidos experimentalmente, enquanto que o ACI 318:2008 apresentou resultados mais conservadores de resistência à punção em relação aos observados em laboratório. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe direct link between reinforced concrete columns and slabs is an alternative increasingly common in civil construction projects. Several factors may indicate the convenience of the use of a structural model of the type flat slab or with column supported by a slab. In both cases, there is the situation of load applied in a small area, generating significant shear stresses in the region of the slab around the column or the loaded area, thus the slab tends to fail by punching. In this work it was investigated the structural behavior and ultimate punching strength of connections between flat slabs and reentrant corner columns. The main variables considered were shear reinforcement and eccentricity of the load on the link. Four local models of slab-reentrant corner column link were tested, divided in two groups: one with two slabs without shear reinforcement tested with different load eccentricities and the other with two slabs, one with three and the other with four layers of double headed studs with radial layout. It was analyzed the results of ultimate load, cracking, vertical displacement, strains in bending and shear reinforcement and at the bottom surface of the concrete, and slab rotation. The shear reinforcement and different load eccentricities influenced the behavior and rupture load of the slabs. These influences were quantified. The experimental results were compared with those estimated according to the codes: NBR 6118:2007, Eurocode 2:2004 and ACI 318: 2008. For models without shear reinforcement, estimates of punching strength obtained with NBR 6118:2007 and Eurocode 2:2004 were similar to those obtained experimentally, while ACI 318:2008 presented more conservative results of punching strength than those observed in laboratory