Análise numérica de pilares de concreto de alta resistência cruzando vigas e lajes com concreto de resistência mais baixa. - Prado, Fábio Selleio (2022)
Os métodos construtivos atualmente adotados para edifícios de concreto armado recorrem à estratégia de executar pilares com concreto de alta resistência e o pavimento, formado pelas lajes e vigas, com resistência normal à compressão. Dessa maneira, a região de interseção afeta o desempenho de transferência de carga dos pilares, uma vez que há descontinuidade na resistência à compressão. No caso de pilares internos, as tensões de confinamento oriundas das lajes são expressivas, no entanto, quando o confinamento é dado em apenas duas faces do pilar, como pilares de canto, ou, quando o confinamento é proveniente por vigas mais estreitas que o pilar, a resistência efetiva do pilar pode ser muito próxima do concreto de resistência normal, em razão da insuficiência no confinamento para atingir a resistência à compressão do pilar. A norma brasileira de concreto armado ABNT NBR 6118 (2014) não trata do assunto e normas internacionais somente comentam sobre pilares de canto, borda e interno confinados por lajes lisas, não apresentando recomendações para pilares confinados por vigas mais estreitas que o pilar. Resultados experimentais reportados na literatura de pilares internos, sanduíche e de borda foram analisados em comparação com expressões propostas por pesquisadores e também por expressões recomendadas em normas internacionais. Observou-se que existe uma grande dispersão nos resultados em comparação com as expressões, ressaltando a necessidade da caracterização do comportamento estrutural pilar-pavimento com vistas a determinação das tensões de confinamento nesta região. O comportamento estrutural de pilares-sanduíche e pilares internos confinados por vigas mais estreitas que o pilar e uma laje fina, foram investigados neste trabalho por meio de modelos numéricos não lineares com os seus parâmetros calibrados por ensaios experimentais encontrados na literatura. Através dos modelos numéricos foram determinadas a resistência efetiva dos pilares em função das seguintes variáveis: razão entre as resistências do concreto do pilar e do pavimento, espessura da região com concreto menos resistente, dimensão do pilar e taxa de aço das vigas e dos pilares. Os resultados indicaram a importância da razão entre a espessura do pavimento e a menor dimensão do pilar, a razão entre as resistências do concreto e o carregamento vertical nas vigas, que pode diminuir a resistência efetiva do pilar dependendo da razão entre a altura da viga e a menor largura do pilar. De posse dos resultados numéricos, um conjunto de expressões foi proposto para calcular a resistência à compressão efetiva do pilar-sanduíche e do pilar interno, com e sem carregamento nas vigas. Ao final, foram também propostas expressões simplificadas para estimar a resistência efetiva dos pilares. As expressões propostas apresentaram boa concordância com os resultados experimentais coletados na literatura e os resultados numéricos gerados neste trabalho.