Artigo Técnico

3. Tração Diagonal
Para o modelo de cálculo tradicional da tração diagonal, as tensões normal e de cisalhamento são computadas pela teoria elementar de viga:

em que P é a força normal de protensão, A é a área da seção transversal, x é a posição longitudinal da seção analisada a partir do centro do apoio, Sy(z) é o momento estático em relação a fibra da seção transversal localizada na altura z, b a largura da seção transversal na altura z, Iy é o momento de inércia principal da seção e por fim, V, o esforço cortante.
Igualando a tensão principal (σ1) à resistência à tração do concreto (f_ct), tem-se:

Considerando o ponto crítico (índice pc) no centro de gravidade da seção transversal, como mostra a Figura 5 e substituindo as Equações 13 e 14 na Equação 15, tem-se:

Figura 5: Posição do ponto crítico pelo modelo tradicional de cálculo da tração diagonal

Adicionando à Equação 16 os coeficientes de segurança, chega-se a mesma expressão presente no EC2 para o cálculo da resistência à força cortante em regiões não fissuradas por flexão.
 

4. Programa Experimental
São apresentados a seguir experimentos realizados no NETPRE/UFSCar. O esquema geral dos ensaios é mostrado na figura seguinte. A distância da extremidade da laje até o centro do apoio (apoio esquerdo do esquema longitudinal mostrado na Figura 6) variou de ensaio para ensaio com intuito de verificar a influência da protensão introduzida na resistência à força cortante.
Todas as lajes apresentam mesmas características geométricas e de resistência que são mostradas na tabela a seguir.
Os resultados de força cortante resistente obtidos com os experimentos (Vexp) são indicados no eixo vertical do gráfico a seguir. No eixo horizontal, os valores calculados, sem coeficientes de segurança, são apresentados tanto para a flexo-cortante da NBR14861 (VRd1) quanto para a tração diagonal presente no Eurocode 2 (EC2).
Observa-se que os valores da NBR14861 são significativamente mais conservadores que os valores obtidos pela formulação do EC2 para a tração diagonal. Isso se deve ao fato de calcular-se para um determinado tipo de mecanismo de ruptura e na realidade ser observado outro. De fato, todas as rupturas observadas nos experimentos tiveram fissuras críticas inclinadas (30 a 35 graus em relação à horizontal) sem fissuras prévias de flexão, caracterizando o mecanismo de tração diagonal.
A média das relações Vexp/V_calc para a NBR14861 é de 1,96 enquanto que para o EC2, 1,18. O valor de 1,96 pode ser considerado excessivamente conservador. Ressalta-se que a quantidade de dados experimentais nacionais é ainda incipiente e principalmente, o mecanismo de tração diagonal pode e deve ser previsto, não eliminando como premissa a possibilidade de ocorrência da flexo-cortante.

5. Considerações Finais
Os resultados apresentados, em sua maioria, demonstraram rupturas por meio de tração diagonal na nervura do painel alveolar. As resistências obtidas por meio de mecanismo de tração diagonal podem ser significativamente superiores aos valores obtidos pelo mecanismo flexo-cortante. Por essa razão, é possível que o cálculo das lajes alveolares à força cortante pode estar com segurança demasiada para algumas situações de projeto. Isso pode levar a medidas como preenchimento de alvéolos ou até o aumento da altura da laje, sem uma necessidade real. Por outro lado, tal desempenho está associado com vários parâmetros de projeto no caso das lajes ensaiadas, sendo os principais: a) características geométricas da seção transversal, incluindo o formato circular dos alvéolos e a altura da laje superior a 250 mm; b) valor elevado da tensão de protensão na seção transversal da laje; c) valores dos escorregamentos iniciais nas extremidades das cordoalhas todos inferiores aos valores limites normativos; d) controle de qualidade adequado dos concretos empregados nas lajes; e) procedimento de produção controlado por meio de processo mecânico com máquina extrusora. Portanto, ressalta-se outras situações com lajes de mesma altura deverão ser analisadas de forma individual, para cada situação de projeto.