Belediye Meclisi ve Faaliyetleri

ENSAIOS DOS PROTÓTIPOS E INSTRUMENTAÇÃO

4.1 - INTRODUÇÃO

Neste capitulo, são apresentados os procedimentos adotados nos ensaios, bem como o detalhamento do processo de instrumentação e dos aparatos empregados para se verificar o comportamento e a resistência das lajes mistas.

4.2 - APARATO DE CARGA

As cargas transmitidas aos protótipos do sistema de laje mista foram aplicadas por um atuador hidráulico preso a um pórtico de reação. Utilizou-se uma bomba para o acionamento do pistão do atuador, que possui linhas de fluxo e retorno que possibilitam o movimento desse pistão em dois sentidos. Um sistema de vigas metálicas, conforme mostra a Figura 4.1, foi empregado para transmitir as cargas aos protótipos, que se encontravam apoiados em blocos de concreto. Pode-se observar, pela figura, que cada protótipo foi ensaiado na condição de simplesmente apoiado e submetido a um carregamento com duas linhas de carga eqüidistantes dos apoios, o que ocasiona uma flexão pura entre as linhas de carga e esforço cortante constante entre os pontos de aplicação de carga e o apoio mais próximo. Como mostram as Figuras 4.2 e 4.3, sob cada linha de carga foi utilizada uma chapa de aço e uma tira de borracha para distribuir o carregamento o mais uniformemente possível. Assumiu-se que qualquer restrição longitudinal indesejável foi eliminada pelo sistema de apoios móvel e fixo atuando em conjunto com o sistema esférico da unidade de aplicação de carga.

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Figura 4.1 – Esquema de aplicação de carga utilizado nos ensaios

Figura 4.2 – Detalhe da chapa de aço e da tira de borracha sob uma das linhas de carga

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Figura 4.3 – Detalhe da chapa de aço e da tira de borracha sob a outra linha de carga

4.3 - INSTRUMENTAÇÃO

Durante os ensaios foram medidas as cargas aplicadas pelo atuador hidráulico, o deslizamento relativo nas extremidades da laje, a flecha no meio do vão e as deformações no concreto e no perfil de aço. Um monitoramento do processo de fissuração da laje também foi realizado.

4.3.1 CARGA APLICADA

Os valores correspondentes às cargas para os protótipos das séries E e F foram medidos através de uma célula de carga com capacidade de 100 kN (Figura 4.4); para os demais protótipos, foram medidos através de um anel dinamométrico com capacidade para 300 kN (Figura 4.5), ambos acoplados ao atuador hidráulico. O anel dinamométrico havia sido calibrado anteriormente pelo Centro Tecnológico de Minas Gerais (CETEC), sendo que cada divisão do relógio comparador correspondia a 0,4568 kN.

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Figura 4.4 – Detalhe da célula de carga utilizada nos ensaios

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4.3.2 DESLIZAMENTO RELATIVO DE EXTREMIDADE

O deslizamento relativo de extremidade, entre o perfil de aço e o concreto da laje mista, foi monitorado ao longo de todo o carregamento, em todos os protótipos ensaiados. Esse deslizamento foi medido em quatro pontos: extremidades direita e esquerda dos apoios móvel e fixo (Figura 4.6). A leitura foi feita através de relógios comparadores da marca MITUTOYO, precisão de milésimos de milímetro, fixados a uma cantoneira de aço parafusada na parte lateral do concreto da laje mista. O marcador do relógio ligava-se a uma chapa fina de aço soldada a uma chapa de aço, representativa da mesa superior da viga de apoio. Essa chapa havia sido previamente soldada no “steel-deck”. Dessa maneira, qualquer afastamento relativo entre o concreto da laje e o perfil de aço pôde ser medido. O resultado final do deslizamento relativo de extremidade nos protótipos ensaiados foi considerado como a média dos valores obtidos em cada apoio.

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4.3.3 FLECHA NO MEIO DO VÃO

A flecha no meio do vão foi medida a partir da colocação de dois relógios comparadores da marca MITUTOYO, precisão de centésimos de milímetro, a cerca de 20 cm das bordas da laje (Figura 4.7). O resultado final para a flecha no meio do vão foi considerado como a média dos valores obtidos nos dois pontos de leitura.

Figura 4.7 – Detalhe da medida da flecha no meio do vão

4.3.4 DEFORMAÇÕES NO “STEEL-DECK”

Em todos os protótipos ensaiados foram colados extensômetros elétricos da marca KIOWA modelo KFG-5-120-C1-11, em duas seções transversais, previamente escolhidas, de modo a se obter as deformações nas ondas superiores e inferiores do “steel-deck”. A localização de cada seção transversal escolhida está indicada na Figura 4.8 (seções 1 e 2). Foram colados, em cada seção, dois extensômetros no perfil de aço (um na face externa da onda inferior e outro na face externa da onda superior), como mostra a Figura 4.9.

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Figura 4.8 – Localização das seções transversais onde foram medidas as deformações no “steel-deck”

Figura 4.9 – Detalhe da localização dos extensômetros no “steel-deck”

P Apoio fixo Apoio móvel ONDA SUPERIOR ONDA INFERIOR

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A nomenclatura adotada para as deformações do “steel deck” foi:

• SDinf-fixo: deformação na onda inferior do perfil do “steel deck” da seção próxima ao apoio fixo;

• SDsup-fixo: deformação na onda superior do perfil do “steel deck” da seção próxima ao apoio fixo;

• SDinf-móvel: deformação na onda inferior do perfil do “steel deck” da seção próxima ao apoio móvel;

• SDsup-móvel: deformação na onda superior do perfil do “steel deck” da seção próxima ao apoio móvel.

4.3.5 DEFORMAÇÕES NO CONCRETO

As deformações na fibra superior da laje também foram medidas nas mesmas seções transversais utilizadas para o “steel deck” indicadas na Figura 4.8. Extensômetros elétricos da marca KIOWA modelo KC-70-A1-11 foram empregados nesse caso. A posição de cada extensômetro elétrico está mostrada na Figura. 4.10.

Figura 4.10 – Detalhe da localização dos extensômetros no concreto EXTENSÔMETROS

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A nomenclatura adotada para as deformações do concreto foi:

• CONC-fixo: deformação no concreto da seção próxima ao apoio fixo; • CONC-móvel: deformação no concreto da seção próxima ao apoio móvel.

4.4 - PROCEDIMENTO DOS ENSAIOS

Depois de retirar a pré-carga, cujo valor em média era 5% da carga última, utilizada para a acomodação do sistema, os ensaios eram inicializados, sendo feitas as primeiras leituras dos deslocamentos e deformações. Logo após, o carregamento era aplicado de forma gradual e crescente e, em média, a cada 2,5 kN de incremento de carga tomava-se as leituras. Para valores de carga acima da carga de fissuração, os incrementos de carga eram menores e as leituras eram feitas após a estabilização do sistema. O ensaio terminava ao se atingir a carga última do protótipo.