Análise da influência de faixas de concretagem posterior no comportamento estrutural de lajes lisas protendidas de grandes dimensões

Abstract

Nas últimas décadas, tem-se observado uma difusão do uso de lajes protendidas em edifícios no Brasil e, mais recentemente, de lajes com comprimentos cada vez maiores. Como as lajes protendidas são sujeitas a diversos efeitos dependentes do tempo, como retração e fluência do concreto, relaxação do aço de protensão e variação de temperatura, e como esses efeitos tem relação direta com o comprimento da laje, diversos problemas têm sido observados em construções recentes relacionados ao desempenho estrutural de lajes protendidas com grande comprimento. Este trabalho teve como objetivo geral analisar o comportamento de lajes protendidas de grande comprimento com ênfase numa avaliação rigorosa dos fenômenos físicos envolvidos, incluindo a deformação elástica da laje devido à protensão e a restrição a essa deformação causada pelas estruturas de apoio, além dos fenômenos dependentes do tempo já mencionados. Para a realização do estudo foi utilizado o método de análise evolutiva, em que partes da estrutura e do carregamento vão sendo introduzidas num modelo computacional, com determinados intervalos de tempo, simulando o que acontece numa construção real. Para isto, foram utilizados modelos computacionais, de estruturas de edifícios com lajes protendidas com comprimentos diferentes, desenvolvidos com o auxílio do software SAP2000. Nesses modelos, foram computados os efeitos dependentes do tempo, bem como os efeitos decorrentes da presença ou da ausência de faixa de concretagem posterior. Os resultados demonstraram que: a queda de tensão média de compressão nas lajes ao longo do tempo é maior no 1º pavimento, devido à maior restrição ao encurtamento das lajes causada pelos pilares nesse pavimento; a introdução da faixa de concretagem na laje proporciona uma redução importante nos momentos fletores nos pilares do 1º pavimento, em relação ao que ocorreria na mesma estrutura sem a faixa e isto somente pode ser computado de maneira consistente fazendo-se a análise evolutiva; o efeito positivo da faixa de concretagem posterior no desempenho estrutural é observado em situações específicas não sendo possível estabelecer uma regra geral de em que condições esse artifício deve ou não ser utilizado. Palavras-chave: Lajes lisas protendidas. Faixa de concretagem posterior. Construção evolutiva. Análise estrutural evolutiva. Concreto protendido.

In the last decades, there has been a widespread use of prestressed slabs in buildings in Brazil and, more recently, of slabs with increasing lengths. Because post-tensioned slabs are subjected to different time-dependent effects, like concrete shrinkage and creep, steel relaxion and temperature change, and these effects are directly related to the slab length, several problems related to structural performance have been observed in large dimensions flat plates. In light of this, the aim of this work was to analyze the behavior of large post-tensioned flat plates with focus on rigorous assessments of the physical phenomena involved, including elastic shortening of the slab due to prestress and the supports restraint to shortening, as well as the time dependent effects already mentioned. In this study, staged-construction analysis was performed, in which elements and loads are added to the computational model at different time steps to simulate what happens in the real construction. For this, post-tensioned slabs with different sizes were modeled using SAP2000 software. In these models, the time dependent effects, as well as the effect of the use or not use of delay strips, were considered. The results showed that: the loss of average precompression on slabs over time is larger on the first floor because of the restraint to shortening caused by the columns on this floor; the introduction of the delay strip in the slab provides an important reduction in the bending moments in the columns of the 1st floor, in relation to what would occur in the same structure without the strip and this can only be computed in a consistent way by doing the staged-construction analysis; the beneficial effect of the delay strip on structural performance is observed in specific situations and it is not possible to establish a general rule of the conditions under which this device should or should not be used. Keywords: Post-tensioned flat plates. Pour strip. Staged construction. Staged construction analysis. Prestressed concrete.