Punching of flat slab with shear reinforcement and reentrant corner column

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.Ligações laje-pilar em lajes lisas podem romper por punção para uma carga inferior à correspondente de flexão, devido às altas tensões advindas do momento fletor e do esforço cortante, e por isso tem sido muito estudadas. No entanto, dentre os tipos de ligação lajepilar (pilar interno, de borda ou de canto), as ligações com pilares de canto reentrante não havia ainda sido estudado com profundidade, principalmente no caso de momentos desbalanceados em uma ou duas direções. Nesta pesquisa foram analisadas experimentalmente 12 (doze) ligações lajes lisas / pilar, com pilar quadrado de canto reentrante com 300 mm de lado, com espessura de 180 mm, e as principais variáveis investigadas foram a presença de armadura de cisalhamento disposta radialmente, a taxa de armadura de flexão na região do pilar, que variou de 0,8 a 2,1%, a presença de armadura de torção no bordo, e o desbalanceamento dos momentos nas duas direções, com excentricidades variando de 267 a 504mm. Durante os ensaios foram monitoradas as deformações nas armaduras de flexão, cisalhamento e torção; deformações no concreto; deslocamentos verticais; padrão de fissuração; cargas últimas; rotações das lajes e modos de ruptura. Os resultados experimentais foram comparados com uma proposição para a determinação das resistências esperadas pelas normas NBR 6118 (2014), Eurocode 2 (2004) e ACI 318 (2014), e pelas recomendações do MC2010 (2013), pois as lajes lisas com pilares reentrantes não são abordados por estas normas e recomendações. Também foi realizada uma simulação numérica utilizando o software ATENA, que emprega o método dos elementos finitos para efetuar análises tridimensionais não lineares em estruturas de concreto armado.In failure slab-column connection failure of flat slabs is observed high stresses are originated by that of bending and shearing efforts, which can cause failure by punching with a load lower than the bending. The types of slab-column connection, internal, edge, corner and re-entrant corner can appear in any deck. However the connection slab-column of reentrant corner is not discussed by any research as the other cases, its mechanical model and its behavior with unbalanced moments in one or both directions are unknown. In this research were analyzed experimentally 12 flat slabs with thickness of 180 mm, supported by a square column with sides of 300 mm and molded with machined concrete with average strength of 45 MPa. The experimental results were: strain in bending, shear and torsion reinforcement; concrete strains; vertical displacement; map of cracking; ultimate loads; rotations of the slabs and failure modes. The variables were: eccentricity, bending reinforcement ratio, amount of shear reinforcement and torsion reinforcement. Strength of punching shear get in the tests was compared with the strength provided by the NBR 6118 code (2014), Eurocode 2 (2004), ACI 318 (2014) and MC2010 (2013), but all the standards had to be adapted because they do not cover punching in slabs with reentrant corner column. Also a numerical simulation was made using the ATENA software designed to make non-linear three-dimensional analysis of reinforced concrete structures. Thus, the data monitored in the laboratory ware correlated with the results from finite element modeling. Some of the major contributions of this study were to show the general behavior of the slab connection with reentrant corner column with respect to displacements, strains, cracking, failure mode and failure surface; analyze the behavior and the adapted codes; and show how to treat this type of connection