Abstract The Critical Shear Crack Theory (CSCT) has been developed since 1985 to assess the shear resistance of members without shear reinforcement and the punching shear resistance of reinforced concrete slabs in a rational manner. The main idea of the CSCT is that the shear resistance is governed by the development of a critical shear crack, its geometry and its kinematics. Recent shear tests with detailed measurements have confirmed that the shear force can be carried through the critical shear crack by a combination of aggregate interlocking, residual tensile strength of concrete, dowel action of the longitudinal reinforcement, inclination of the compression zone and activation of the shear reinforcement crossed by the critical shear crack if present. On the basis of advanced constitute laws, all these contributions can be calculated as a function of the crack geometry and its kinematic. Simplifications of the resulting general formulations have been implemented in several standards including the fib Model Code 2010 and, in its recent closed-form format, in the second generation of the European Standard for Concrete Structures. The generality of the models allows accounting for several materials and cases, as for instance the presence of axial forces, fiber reinforced concrete, non-metallic reinforcements and designing strengthening using several techniques. This document presents the historical framework of the development of the theory, followed by a short presentation of its most up-to-date refined models. The derivation of closed-form solutions based on the CSCT and how it leads to expressions in a format similar to the current European Standard for Concrete Structures is also discussed. Eventually, for the case of punching, some recent developments are shown in what refers the capability of the refined mechanical model to capture the relationship between the acting punching load, the rotation and the shear deformation during loading and at failure.
Resumo A Teoria da Fissura de Corte Crítica (CSCT, referindo-se à sua definição Critical Shear Crack Theory na língua Inglesa) tem sido desenvolvida desde 1985 para avaliar a resistência ao corte de elementos de betão armado sem armadura de esforço transverso assim como a resistência ao punçoamento de lajes e fundações de betão armado. A principal ideia desta teoria é a de que a resistência é condicionada pelo desenvolvimento de uma fissura de corte crítica, nomeadamente pela sua geometria e cinemática. Ensaios experimentais realizados recentemente demonstram que o esforço transverso pode ser transmitido através da fissura de corte crítica devido à soma de várias contribuições, nomeadamente: engrenamento dos agregados, resistência à tração residual do betão, efeito de ferrolho das armaduras longitudinais, contribuição da zona comprimida e activação da armadura de esforço transverso atravessada pela fissura crítica (nos casos em que esta exista). Todas estas contribuições podem ser devidamente quantificadas em função da geometria e cinemática da fissura de corte crítica, usando para o efeito relações constitutivas adequadas. Versões simplificadas das formulações mais refinadas e gerais dos modelos mecânicos da CSCT foram introduzidas em diversos documentos normativos, tais como o Código Modelo 2010 da fib ou, mais recentemente, a segunda geração da Norma Europeia para Estruturas de Betão Armado. A generalidade dos modelos da teoria permite utilizá-los para outros casos particulares, tais como seja a presença de esforço normal, o caso de elementos de betão com fibras, armaduras não metálicas ou o dimensionamento de soluções de reforço estrutural. Este documento apresenta um enquadramento histórico do desenvolvimento da teoria, seguido de uma apresentação muito sucinta dos seus modelos refinados mais atuais. É ainda discutida a derivação de expressões de forma fechada baseada na CSCT, o que conduz a expressões com um formato idêntico às que constam no atual Eurocódigo 2. Finalmente, para o caso de punçoamento, alguns dos desenvolvimentos mais recentes da teoria são apresentados, nomeadamente no que se refere à capacidade do modelo refinado de relacionar a carga, a rotação e a deformação por corte, não somente na rotura mas também durante o carregamento.