ARTIGO TÉCNICO

Neste artigo é apresentada uma síntese das pesquisas focando as ligações viga x pilar para edifícios de múltiplos pavimentos. Essas pesquisas envolveram o emprego de um novo tipo de almofadas de apoio para as vigas, as almofadas de argamassa modificada. Embora essas almofadas não sejam obrigatoriamente usadas nas ligações estudadas e possam ser usadas em outros tipos de ligações, elas têm uma relação próxima com a ligação viga-pilar pesquisada, o que justifica serem aqui tratadas. Merece salientar que o enfoque das pesquisas sobre as ligações semirrígidas aqui tratadas é diferente daquele da NBR 9062:2017. Enquanto o enfoque da norma é a análise da estabilidade global com a rigidez apenas aos momentos fletores negativos, as pesquisas realizadas tiveram o foco de propiciar a consideração de uma rigidez às ligações usualmente tratadas como articuladas, para possibilitar, com pequenas mudanças, aumentar a altura viável de edifícios com ligações articuladas.

3.2 Almofadas de argamassa modificada

A transferência de tensões de compressão nas ligações de concreto pré-moldado é geralmente feita por contato direto ou intercalando uma camada entre os componentes pré-moldados. O uso de contato direto entre os componentes é bastante limitado devido às concentrações de tensão que reduzem a eficiência da transferência. A camada entre os componentes pode ser feita usando uma almofada ou pelo preenchimento com graute ou concreto.

No caso de apoio de elementos fletidos, a transferência de tensões de compressão é, geralmente, feita com almofada de elastômero. A almofada de elastômero permite acomodar as imperfeições na superfície de contato e permite, com poucas restrições, a rotação e a translação em relação ao eixo dos elementos apoiados. A translação horizontal permite o alívio de tensões introduzidas pela variação do comprimento dos elementos horizontais apoiados. A última característica representa uma grande vantagem desse tipo de material, especialmente quando as variações de comprimento introduzem altas tensões.

De acordo com o boletim 43 da fib (fib 2008), outros materiais, mais macios que o concreto podem ser adequados para apoiar elementos de flexão, como feltro, chapas duras de madeira, plásticos, chumbo. A Almofada de Argamassa Modificada (AAM) proposta é mais macia do que o concreto, porém mais rígida do que o elastômero, dentro da mesma ideia dos materiais da almofada citados no boletim 43 da fib (fib 2008). 

Comparada com as almofadas de elastômero, as AAMs acomodariam imperfeições com menos eficiência, não permitiriam deslocamentos horizontais e a capacidade de rotação é muito mais limitada. Portanto, os efeitos das variações de comprimento precisam ser considerados com mais cuidado. Por outro lado, por serem muito mais rígidas que as almofadas de elastômero, resultam em ligações mais rígidas e, portanto, estruturas menos  deformáveis. Outras características favoráveis se devem ao material ser base de cimento. Dessa forma, em princípio, essas almofadas teriam a mesma durabilidade do concreto e poderiam ser incorporadas nos componentes pré-moldados, além de terem maior resistência ao fogo.

O ponto de partida foi desenvolver um material à base de cimento com características de grande deformabilidade e alta tenacidade, em comparação com a argamassa comum à base de cimento. Assim, o material para as almofadas seria feito a partir de cimento Portland e argamassa de areia, incorporando os seguintes ingredientes: a) agregados leves ou um aditivo para introduzir ar na mistura, b) látex e c) fibras curtas.

Os primeiros estudos realizados datam do final da década de 90, cujos primeiros resultados publicados em periódico são de 2003 (El Debs et al, 2003). A longo desses anos, diversas pesquisas foram realizadas, sendo 4 mestrados e várias iniciações científicas. As principais variáveis estudadas estão comentadas a seguir:
a) composição e tipos de fibras: os estudos concentraram no uso de cimento Portland de alta resistência inicial, de areia natural, de vermiculita termo-expandida de pequeno tamanho (diâmetro máximo de 2,4 mm), como agregado leve, de polímero estireno-butadieno, SB 112 (látex) e de fibras de polipropileno, de PVA e de vidro;
b) ensaios nas AAM: foram realizados ensaios de compressão uniforme para determinação da deformação e da rigidez, ensaios de força concentrada para avaliar a tenacidade, ensaio cíclicos para avaliar a danificação;
c) incorporação de rugosidade: foi feito estudo para avaliar o aumento da deformabilidade mediante a incorporação de rugosidade às AAM;
d) ensaios de compressão em blocos: estes ensaios visavam à avaliação das AAM em ligações submetidas predominantemente à compressão.
A Figura 4 apresenta um teste para mostrar a maleabilidade do material, no qual a AAM foi submetida à compressão, com um disco metálico com orifício central (Figura 4a), em uma máquina universal de ensaio (Figura 4b). A Figura 4c mostra a AAM após o ensaio, onde pode-se observar o afundamento pronunciado na posição do disco.