RESUMO As primeiras lajes alveolares foram produzidas em meados de 1950 na Finlândia, sendo a seção transversal composta por alvéolos circulares de 150, 200 ou 265 mm de altura. Na década de 80, seções de alvéolos não circulares tornaram-se populares, com seções mais altas de 320, 370, 400 e 500 mm. O presente trabalho é uma continuidade dos estudos em pisos pré-moldados realizados pelo Núcleo de Estudo e Tecnologia em Pré-moldados de Concreto (NETPre), e tem como objetivo analisar os mecanismos de ruptura de lajes alveolares protendidas submetidas a esforços cortantes com ênfase no estudo comparativo da variação da altura das lajes (lajes altas e baixas). Neste trabalho foram analisados ensaios destrutivos realizados de acordo com a EN1168 em 06 protótipos de lajes (03 com altura de 200 mm e 03 com altura de 300 mm) com 6 m de comprimento cada, com aplicação de uma carga concentrada até a ruptura para avaliação da resistência à força cortante última. A partir das análises dos mecanismos resistentes concluiu-se que as lajes de 200 mm apresentaram maior influência do mecanismo de flexão o que resultou em maior deformabilidade do elemento para valores menores de força em comparação com as lajes mais altas. No caso das lajes de 300 mm o mecanismo de ruptura quanto ao cisalhamento foi bem definido com ruptura brusca e aparecimento de fissura inclinada típica com extensão do apoio ao ponto de aplicação da força. Além disso, analisando os resultados e comportamento das peças próximo a ruína, pode-se concluir que tanto as lajes de 300 mm como as de 200 mm apresentaram boa eficiência de ancoragem. O escorregamento das cordoalhas somente ocorreu após a ruptura por cisalhamento em região fissurada por flexão de acordo com o critério de cálculo adotado na NBR14861.

ABSTRACT The first’s hollow-core slabs were produced by 1950 in Finland and had circular cross section of 150, 200 or 265 mm height. By 80’s, non-circular hollow core slabs became popular in 320, 370, 400 and 500 mm height. This work is a continuity of precast floors studies done by Núcleo de Estudo e Tecnologia em Pré-moldados de Concreto (NETPre), and aims to analyze the rupture mechanisms of prestressed hollow core slabs subjected to shear tension with an emphasis on comparative study in variation of height in slabs (high and low height slabs). In this work, destructive tests carried out according to EN1168 were analyzed in 06 slab prototypes (3 with 200 mm height and 3 with 300 mm height) with 6 m length each, with the application of a concentrated load until the rupture for evaluation of resistance to ultimate shear force. From the analysis of the resistant mechanisms it was concluded that 200 mm slabs presented greater influence of flexural mechanism which resulted in a larger deformability of the element for lower values of applied force in comparison with the higher slabs. In the case of 300 mm slabs, the rupture mechanism of shear tension was defined as sudden rupture and the appearance of a typical inclined crack with extension from the support to the point of application of the load. In addition, with the behavior and results that slabs showed near the ruin point, it can be concluded that both 300 mm and 200 mm slabs presented good anchoring efficiency. The slipping of the strings occurred only after the shear rupture in flexural-fissured region according to the calculation criteria adopted in NBR14861.

RESUMO Diferentemente das estruturas moldadas no local, os sistemas pré-moldados de concreto apresentam basicamente como particularidades: projeto das ligações e a consideração de outras situações de cálculo diferentes da final de projeto. Essas situações são as fases da etapa transitória, envolvendo: desmoldagem, armazenamento, transporte e montagem. Nesta etapa, a peça pode apresentar esquemas estáticos e solicitações diferentes, podendo ocasionar uma condição mais crítica em E.L.U ou E.L.S. A exemplo disso, pode-se citar o caso do pilar pré-moldado que durante esta etapa apresenta comportamento de viga devido a sua posição horizontal. Assim, objetivo deste trabalho é realizar um estudo da posição das alças de içamento em um pilar pré-moldado de concreto que apresenta fases transitórias críticas, de modo a buscar uma posição admissível desses vínculos que resulte na melhor distribuição de esforços e controle da fissuração. Para tal, foi realizada uma análise paramétrica durante a fase de desmoldagem e montagem com o elemento dispondo de 2 alças, cujos parâmetros obtidos com a variação da posição das alças foram: momentos fletores, tensão na armadura e coeficiente redutor de rigidez para as seções mais solicitadas. Na sequência, foram obtidos os mesmos parâmetros, todavia empregando 3 alças na ocasião do saque e 3 pontos para o içamento, totalizando 3 posições típicas de esquema estático para essas fases. Os resultados mostraram que ao empregar 3 alças foi possível o controle da fissuração, redução da armadura necessária e da tensão nas mesmas. A análise paramétrica constatou-se que a rigidez do elemento seria superior a 0,50.EI somente com um nível de tensão abaixo de 0,30, mostrando que não necessariamente limitar a tensão na armadura em 0,50.fyk é uma garantia de E.L.S-F admissível, evidenciando ainda que a perda de rigidez em etapa transitória deve ser considerada, pois não basta atender as condições normativas somente em etapa final de projeto.

ABSTRACT Differently cast-in-place structures, precast concrete systems basically have the following particularities: design of connections and consideration of other calculation situations other than the final design. These situations are the phases of the transitory stage, involving: demolding, storage, transport and assembly. At this stage, the part may present static schemes and different requests, which may cause a more critical condition in E.L.U or E.L.S. As an example, we can mention the case of the precast column that during this stage presents a beam behavior due to its horizontal position. Still, the objective of this work is to carry out a study of the position of the lifting loops in a precast concrete column that presents critical transitory phases, in order to seek an admissible position of these support that results in the best distribution of requests and cracking control. For this, a parametric analysis was carried out during the demolding and assembly phase with the element having 2 handles, whose parameters obtained with the variation of the position of the handles were: bending moments, tension in the reinforcement and stiffness reduction coefficient for the most requested sections. Subsequently, the same parameters were obtained, however using 3 handles at the time of the serve and 3 points for lifting, totaling 3 typical positions of static scheme for these phases. The results showed that by using 3 handles it was possible to control cracking, reducing the necessary reinforcement and tension in the same. The parametric analysis showed that the stiffness of the element would be greater than 0.50.EI only with a stress level below 0.30, showing that not necessarily limiting the tension in the reinforcement to 0.50.fyk is assurance of ELS-F admissible, also showing that the loss of stiffness in a transitory stage must be considered, since it is not enough to meet the normative conditions only in the final stage of the project.

resumo O propósito deste trabalho é a verificação da equivalência monolítica de rigidez de pilares pré-moldados com emendas por meio de luvas mecânicas grauteadas, onde os deslocamentos ao longo de protótipos pré-moldados segmentados foram comparados com deslocamentos obtidos ao longo de protótipos monolíticos contínuos. Para tal, realizou-se um estudo experimental com ensaios de flexão simples para modelos pré-moldados com ligações (L1 e L2), cujos resultados experimentais foram comparados com os resultados de ensaios em modelos monolíticos contínuos (M1 e M2). Adicionalmente, as ligações por meio de luvas grauteadas foram caracterizadas quanto à sua rigidez (relação momento-rotação), resistência e ductilidade, possibilitando a calibração da equação da rigidez secante para relação momento-rotação definida na ABNT NBR9062:2017. O comprimento efetivo de deformação da barra tracionada na região da junta atingiu um valor médio de Led = 20ϕ, correspondente a uma rigidez média de Rsec = 77,785 kN∙m/rad. Com base na comparação experimental entre os modelos com ligações e os modelos monolíticos, observou-se que embora tenha havido uma descontinuidade na região da junta grauteada, com liberação de rotações relativas entre os elementos de pilares pré-moldados, os deslocamentos apresentados ao longo dos protótipos segmentados foram muito próximos aos deslocamentos obtidos nos elementos monolíticos, tendo-se uma boa convergência para todas as fases da curva força x deslocamento, com equivalência de rigidez, resistência e ductilidade para as curvas analisadas, caracterizando-se assim a equivalência monolítica do pilar pré-moldado.

abstract The aim of this paper is the validation of monolithic equivalent stiffness applied to precast columns with grouted splice sleeve connections, wherein spliced precast elements have been compared with continuous monolithic elements. The experimental investigation has been carried out with bending tests for two spliced elements (L1 and L2), comparing the deflections along these elements with the results obtained from two monolithic elements (M1 and M2). The grouted splice sleeve connections have been characterized by their rotational stiffness (moment-rotation relationship), ultimate strength, and ductility, allowing the calibration of the equation for the secant stiffness according to ABNT NBR9062:2017. Based on the experimental results, the effective deformation length within the connection zone obtained was Led = 20ϕ, corresponding to a secant stiffness of Rsec = 77,785 kN∙m/rad. Although relative rotations have been observed at the grouted splice joint, the deflections along the precast spliced elements were very close to the deflections along the monolithic elements. A strong convergence for all phases of the load x displacement curves has been observed, as well as good approximation in terms of rotational stiffness, strength and ductility. Therefore, based on the analysis of the experimental results, the requirement to define the monolithic equivalent stiffness for the precast columns has been met.

RESUMO: A resistência ao cisalhamento das lajes alveolares protendidas sem armadura transversal é influenciada por diferentes fatores, como a altura útil da laje, a largura total das nervuras dos alvéolos, a resistência à tração do concreto e a tensão da protensão efetiva na seção crítica. A equação recomendada na NBR 14861:2011 está associada ao mecanismo flexo-cortante que ocorre na situação da presença de fissuração por flexão na laje alveolar fora da região do comprimento de transferência próxima aos apoios, sendo obtida pela soma da contribuição da seção transversal de concreto e da contribuição da força de protensão efetiva na região crítica próxima ao apoio. No caso da expressão normativa em questão, a parcela decorrente da contribuição da protensão é considerada multiplicando-se a tensão de protensão por um fator redutor (0.15) com a intenção de considerar a tensão atuante efetiva na seção crítica para a resistência à flexo-cortante. No entanto, nos textos normativos em vigência da NBR 14861:2011 e NBR 6118:2014, além desse fator de redução presente no equacionamento, é prescrita redução adicional na tensão de protensão com o intuito de considerar o efeito da protensão efetiva no comprimento de transferência. Assim, este artigo apresenta um estudo do fator redutor de multiplicação (0.15) da tensão de protensão na equação da resistência à flexo-cortante, baseado na comparação de resultados de ensaios padronizados de cisalhamento em lajes alveolares protendidas realizados em pesquisas no NETPre-UFSCar. A partir do confronto dos resultados experimentais com as previsões teóricas, estudando os termos analíticos da equação em questão, foi possível demonstrar que o fator de redução 0.15 já representa um limite inferior para a contribuição da força atuante de protensão na seção crítica da região próxima ao apoio e, portanto, já considera o efeito da variação da protensão efetiva no comprimento de transferência, não necessitando de fatores adicionais.

ABSTRACT: Provided that the anchorage capacity is guaranteed at the supports, the bearing capacity of hollow core slabs depends on the shear capacity of the pretensioned concrete webs, wherein the critical section is in a region between h and 2h from the support. For line loads acting within 2h to 6h from the supports, especially for shallow slabs 150 to 200 mm deep, it is likely to have flexure-shear cracks within the transfer region, wherein the bearing capacity is highly affected by the actual prestressing forces at the critical section. Therefore, one of the major questions pondered by structural engineers is to determine the effective amount of prestressing force that affects the shear resistance mechanism near to the support. According to ABNT NBR 14861:2011, the shear capacity is based on the flexure-shear mechanism, wherein the shear strength is a sum of the tensile concrete strength in the slab webs plus the contribution of the prestressing forces at the critical section, wherein a coefficient of 0.15 is considered. However, in both codes NBR 14861 and NBR 6118 it is required that this coefficient 0.15 should be further multiplied by an additional reduction factor in order to take into account the effect of the transmission length near to the support. Considering the current revision of the NBR 14861, this paper presents a theoretical-experimental comparison from standard shear tests of hollow core slabs with nominal depths from 150 to 200 mm carried out in different research at NETPre-UFSCar. Based on the analytical study of each term of the equation for the flexure-shear capacity, it has been observed that the coefficient 0.15 provides a conservative limit for the contribution of the actual prestressing force. Therefore, there is no need to apply any additional reduction factor in order to guarantee a safe design limit for the shear capacity.

RESUMO As estruturas pré-moldadas de concreto são, convencionalmente no Brasil, sistemas de pórticos não contraventados com pilares contínuos. Sendo os pilares responsáveis pelo fornecimento de estabilidade lateral e transporte dos carregamentos verticais. A necessidade de emendas em pilares pré-fabricados de concreto surge da adoção crescente do sistema em edificações de múltiplos pavimentos e das limitações logísticas relativas às dimensões das peças, como transporte e içamento. Uma solução para o problema é fornecer continuidade ao pilar pré-moldado por meio de ligações de continuidade. O objetivo principal do trabalho consiste em analisar o desempenho em serviço (rigidez) de ligações por meio de emenda com dispositivo metálico. Para isso foram projetados e ensaiados à flexão (quatro pontos) dois modelos: um modelo monolítico (referência) e um modelo segmentado com ligações parafusadas. Os deslocamentos verticais medidos nos modelos foram utilizados para determinação de parâmetros de rigidez equivalente, curvatura e flecha. A partir do estudo realizado pôde-se concluir que o modelo com ligação parafusada (LB-PAR) apresentou comportamento bastante próximo do modelo monolítico de referência (MB) até cerca de 80% da força que produz o momento fletor relativo ao limite de escoamento. Conclui-se que o desempenho da ligação foi satisfatório, sendo possível sua utilização em obras correntes desde que observadas as restrições de uso em casos específicos de edificações em que o comportamento global da estrutura é significativamente influenciado pelos efeitos de segunda ordem.

ABSTRACT Precast concrete structures in Brazil are usually unbraced with continuous columns. Which are responsible for the lateral stability and vertical load transfer. With the growing use of precast concrete structures in multi-storey buildings arises a need for moment-resisting connections in the concrete columns, explained by the logistical difficulties of transport and assembly. Moment-resisting connections are a solution to counteract the logistical shortcomings. The main focus of this paper consists in analyzing the connection’s mechanical behavior under service loads. In order to achieve this goal two full scale models were built and tested (four point bending): one cast-in-situ column and one connected using steel shoes. The measured displacements were used to determine the equivalent stiffness, curvature, and deflection. From this research it’s possible to assert that the model with bolted connections (LB-PAR) displays similar behavior to the cast-in-situ model up until 80% of the load that causes the rebar to yield. The mechanical behavior of the connection is considered satisfactory for regular use, since the restrictions to the use are observed in the specific cases in which the structural behaviour is significantly influenced by second order effects.

RESUMO No presente artigo, apresenta-se o resultado de uma investigação experimental sobre o comportamento semirrígido de ligações típicas viga-pilar em estruturas pré-moldadas de concreto armado, projetadas para resistir ao momento fletor negativo por meio de armadura de continuidade solidarizada no local passante em bainhas corrugadas com preenchimento de graute em pilar central. O programa experimental envolveu 6 ensaios de protótipos cruciforme de ligações viga-pilar em escala real, onde o detalhamento da armadura negativa foi mantido igual para todos os modelos, mas variou-se o detalhamento das ligações positivas n o apoio da viga sobre o consolo, sendo 2 modelos com almofadas de elastômero e chumbadores verticais, 2 modelos com junta grauteada e chumbadores verticais e 2 modelos com chapas soldadas positivas. Com base nos resultados experimentais, observou-se que o detalhamento na ligação positiva apresentou influência secundária sobre a rigidez secante negativa da ligação viga-pilar, onde a rigidez média obtida nos modelos com chapas soldadas foi cerca de 11% superior à rigidez média obtida nos modelos com almofadas de elastômero. Portanto, pode-se concluir que a rigidez secante negativa é fortemente associada com o mecanismo de deformação por alongamento da armadura negativa, com escorregamento aço-concreto nas posições fissuradas da região da ligação anterior ao escoamento da armadura, com intensificação deste mecanismo com a abertura na interface viga-pilar a partir do arrancamento parcial de graute de preenchimento na bainha corrugada. Considerando uma viga de concreto armado com rigidez secante (EcI)sec = 0,5EcI e comprimento virtual L = 12h (h = altura da viga), obteve-se um coeficiente médio de engastamento parcial em torno de 65%.

ABSTRACT This paper presents the results of an experimental investigation on the semi-rigid behaviour of typical beam-column connections for precast concrete structures, designed to resist negative bending moment with continuity bars crossing the central column through corrugated sleeves filled with grout with cast-in-place topping on the precast beams. The experimental program involved 06 tests with cruciform prototypes with large scale of beam-column connections, where the detail of the negative continuity bars was the same for all the models, varying the positive connections of the beam support on the corbel, being 2 models with bearing pads with elastomer and dowel bars, 2 models with grouted joint and dowel bars and 2 models with positive welded plates. Based on the experimental results, it was observed that the positive connections had a secondary influence on the negative secant stiffness of the beam-column connections, wherein the average stiffness achieved for the models with welded plates was just 11% higher than the stiffness obtained for the models with elastomeric pads. On the other hand, it can be deduced that the secant stiffness is strongly associated with the elongation deformation mechanism of the negative reinforcement, with bond-slip at the cracked positions of the connection region prior the yielding of the rebars, with the increasing of the opening of the beam-column interface due to partial pullout of the grout from the corrugated sleeve. Considering a reinforced concrete beam with secant stiffness of (EcI)sec = 0,5EcI and a virtual length L = 12h (h = beam height), it has been obtained a partial restrainement of 65%.

RESUMO A maior dificuldade no emprego das estruturas pré-moldadas está relacionada com as ligações, que podem ser complexas e custosas, dependendo do projeto, contrapondo-se a uma das principais vantagens desse sistema construtivo, a rapidez. Assim, a busca por soluções mais simples e econômicas corresponde a um dos princípios mais importantes do projeto. Diante deste contexto, uma das alternativas a ser considerada durante o projeto, visando melhorar a simplicidade na produção de pilares, é evitar furos e saliências nas fôrmas com elevado custo. O principal objetivo deste trabalho é estudar a alternativa de utilizar adesivos químicos para a instalação das barras que compõem a armadura realizando a concretagem do consolo em etapa posterior à execução do pilar. Foi desenvolvido um programa experimental no qual foram ensaiados três modelos em escala real com consolo curto de mesmas dimensões, dois consolos com armadura do tirante ancorada por meio de ancoragem química e um consolo monolítico com armadura ancorada por meio de gancho dobrado a 90º. O consolo monolítico (modelo A) foi projetado atendendo aos requisitos das normas NBR 6118:2014 e NBR 9062:2006. Um modelo (modelo B) com ancoragem química foi projetado com o mesmo comprimento de ancoragem do modelo monolítico e outro modelo (modelo C) com ancoragem química foi projetado conforme as recomendações do fabricante do adesivo químico. Desta forma, foi possível avaliar, através da comparação entre os modelos, que o comprimento de ancoragem não apresentou influência no comportamento dos consolos pós-instalados. O modelo A apresentou carga última de 400 kN, o modelo B de 340 kN e o modelo C de 377 kN. Todos os modelos apresentaram ruptura por tração na flexão de forma dúctil e cargas últimas maiores que o previsto por normas e modelos de cálculo. Assim, constatou-se que os consolos pós-instalados apresentaram comportamento mecânico satisfatório, podendo ser considerado como uma solução viável.

ABSTRACT The greater difficulty in the use of precast structures is related to the connections, which can be complex and costly depending on the design, opposing one of the main advantages of this constructive system, the speed. Then, the search for simpler and more economical solutions corresponds to one of the most important principles of the project. Thus, one of the alternatives to be considered during the project to improve the simplicity in the column production is to avoid holes and cuts in the formwork. The main aim of this paper is to study the alternative of using chemical adhesive for fastening the corbel reinforcement after casting the column. It was developed an experimental program with 3 tests full scale specimens with equal dimensions short corbels. Were tested 2 post-installed corbels with the main tie reinforcement fastened with adhesive anchor and 1 cast in corbel with the main tie reinforcement anchored with hooked 90 º bars. The cast in corbel (specimen A) was designed according to the recommendations of the standards NBR6118:2014 e NBR9062:2006, 1 post-installed corbel (specimen B) was designed with the same anchorage length of the cast in corbel and the other post-installed corbel was designed according to the recommendations of the chemical adhesive producer. This way, was possible evaluate by comparing the models that the anchorage length did not influence the corbel behavior during the test. The specimen A presented the ultimate load of 400 kN, specimen B 340 kN and specimen C 377 kN was possible evaluate the influence of the anchorage length in the corbel behavior and the safety of the solution comparing with a cast in corbel. All of the specimens presented failure by flexure-tension in a ductile manner and ultimate loads higher than foreseen by standards and calculation models. The post-installed corbels presented a satisfactory mechanical behavior and can be considered as a viable alternative.