Quais as armaduras utilizadas para resistir a esforços de cisalhamento?

A depender da concepção estrutural e do modelo de análise adotados, é possível que o Eberick emita avisos ou erros de dimensionamento relacionados a cisalhamento excessivo nas lajes.

O presente artigo tem como objetivo ilustrar algumas alternativas de armaduras para o dimensionamento de lajes ao cisalhamento

Armaduras de cisalhamento em lajes

A área de aço calculada pode ser verificada na grelha da laje, conforme descrito no artigos supracitados. Para detalhamento dessas armaduras, pode-se utilizar de alguns modelos descritos no trabalho “Sistemas estruturais de lajes sem vigas: subsídios para projeto e execução”, de Jasson Rodrigues de Figueiredo Filho, 1989. De maneira geral, as armaduras de cisalhamento para lajes podem ser agrupadas em 3 categorias.

Barras dobradas e estribos (fechados, abertos ou simples barras verticais com ganchos nas extremidades)

Um formato de armadura para cisalhamento utilizada em lajes é a barra dobrada, demonstrada na imagem abaixo:

Na região das curvas das barras dobradas, a força de tração nos ramos inclinados causa tensões de compressão no concreto maiores que sua resistência, o que poderia acarretar no arrancamento da armadura e a ruptura abrupta da peça sem que a tensão de escoamento do aço tenha sido alcançada.

Em vista das dificuldades apontadas para o total aproveitamento das barras dobradas, alguns trabalhos indicam estribos verticais ou inclinados laçando as armaduras longitudinais da laje, para aumentar a resistência ao cisalhamento e a ductilidade da ligação com o pilar, demonstrando-se uma armadura de maior eficiência quando comparada com as barras dobradas.

Os estribos verticais podem ser estribos fechados únicos ou múltiplos, abertos em formato de U ou podem ser ganchos isolados.

Dentre os formatos citados, o formato que pouco interfere nas demais armaduras e facilita muito a colocação são os estribos isolados compostos por barras verticais com ganchos nas extremidades.

Perfis metálicos “shearheads”

A armadura do formato shearhead é constituída de chapas e perfis metálicos estruturais e tem a função de receber as cargas das lajes e transferi-las para os pilares. 

Esse tipo de armadura pode ser utilizado sobre o topo dos pilares e é indicado apenas nos pilares centrais, onde a capacidade resistente da laje ao cisalhamento pode ser até 75% maior quando comparada com a laje sem armadura de cisalhamento (CORLEY & HAWKINS, 1968 apud FIGUEIREDO FILHO, 1989). Porém, em pilares localizados na morda das lajes, constatou-se que a carga de ruína nesses casos foi menor que nos modelos sem qualquer armadura transversal (GONÇALVES, 1986).

Armadura especiais tipo conectores

As armadores do tipo conectores podem ser divididas em dois grupos principais: segmentos cortados de perfis metálicos com seção I com pequenos furos na mesa inferior para fixação nas fôrmas; e elementos com placas de ancoragem redondas ou quadradas nas duas extremidades, ou faixa contínua de chapa de aço na extremidade inferior.

Entre os diversos modelos de armadura de cisalhamento, o que demonstra maior eficácia é o tipo pino com chapa de ancoragem nas extremidades. Ensaios mostraram que a armadura mais indicada é aquela composta por elementos com placas nas extremidades e com área em torno de 10 vezes a da barra; além de servir de ancoragem para os pinos, a chapa metálica inferior facilita o posicionamento dos conectores (DILGER & GHALI,1981 apud SILVA, FIGUEIREDO FILHO, CARVALHO, 2003) .

Conclusão

Com as armaduras de cisalhamento demonstradas nesse artigo, o projetista pode obter a área de aço calculada para os esforços de cisalhamento e escolher qual o formado que melhor se enquadra em seu projeto, distribuindo-a na região necessária. Vale destacar que mesmo com armadura de cisalhamento, as lajes devem possuir espessura necessária para a ancoragem dessa armadura e garantir sua efetividade.

Referências Bibliográficas

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projetos de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.

CARVALHO, R. C., FIGUEIREDO FILHO, J. R., SILVA, M. A. F. Principais tipos de armadura de cisalhamento em lajes sem vigas: vantagens e desvantagens de cada um deles. V SIMPÓSIO EPUSP SOBRE ESTRUTURAS DE CONCRETO, 2002, São Paulo.

FIGUEIREDO FILHO, J. R.  Sistemas estruturais de lajes sem vigas: subsídios para o projeto e execução.  Tese de Doutorado. Escola de Engenharia de São Carlos,Universidade de São Paulo, São Carlos. 1989.

GONÇALVES, R. M. Estudo experimental da ruína de ligações laje-pilar em bordas de lajes-cogumelo com reforço transversal constituído de perfis metálicos. Dissertação de Mestrado, São Carlos, EESC-USP. 1986.