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78 Gerson Moacyr Sisniegas Alva & Maximiliano Malite N NSd Npl,Rd Npl,Rd A E 1,0 χ Nc Nc 2 C D B 0 Mpl,Rd Mmax,Rd M χ χ d n 0 µ Zona destinada à flexão µ k µ d 1,0 M Sd Mpl,Rd Figura 23 - Diagrama de interação momento-normal da seção mista Os pontos A, B, C, D podem ser obtidos por: Ponto A Ponto B Ponto C Ponto D N = N pl,Rd M = 0 N = 0 M = M pl,Rd N = N c M = M pl,Rd N = 0,5N c M = M max,Rd α = 1,0 para pilares preenchidos; α = 0,85 para os pilares revestidos αAc f Z ck pa f y Z ps f sy 0, 5αf ck N c = ; M máx,Rd = + + Z pc γ γ γ γ c a s c Verifica-se a resistência do pilar misto submetido à flexo-compressão reta por meio da seguinte condição: M ≤ 0, 9µ Sd M pl ,Rd Onde d k ( χ d − χ n ) ( χ − χ ) µ = µ − µ ; n χ d = N N Sd pl ,Rd M Sd é o momento solicitante de cálculo, já incluído o efeito de segunda ordem; µ k e µ d são os valores das abcissas correspondentes às ordenadas χ e χ d , obtidos da curva de interação, conforme a figura 23; χ n é um fator igual a χ(1-r)/4, para distribuição de momentos linear ou aproximadamente linear, e igual a 0 nos demais casos; r é a razão entre o menor e o maior momento de extremidade, sendo positiva no caso de curvatura simples e negativa no caso de curvatura reversa; χ é o fator de redução da resistência associado à flambagem, equivalente ao parâmetro ρ da NBR 8800. Para a verificação na flexão composta oblíqua, utiliza-se o mesmo procedimento aplicado na verificação da flexão composta reta. Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 25, p. 51-84, 2005
Comportamento estrutural e dimensionamento de elementos mistos aço-concreto 79 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS E CONCLUSÕES As estruturas mistas aço-concreto, formadas pela associação de perfis de aço com o concreto, constituem uma solução competitiva em sistemas estruturais de edifícios e pontes, sendo bastante empregadas em diversos países. O emprego do sistema misto no Brasil é relativamente recente e tem evoluído de forma modesta. Nos sistemas horizontais, constituídos principalmente de lajes e vigas, a utilização de elementos mistos conduz a algumas vantagens, entre elas a rapidez de execução e o significativo aumento da capacidade estrutural das vigas, resultando em economia de material. Nesses sistemas, as vigas mistas e as lajes com fôrma de aço incorporada, caracterizando as lajes mistas, são bem utilizadas. Nos sistemas verticais, os pilares mistos têm tido sua utilização ampliada, principalmente em edifícios altos. Nesses elementos mistos, a combinação açoconcreto propicia maior rigidez à estrutura e maior resistência ao fogo. Os conectores de cisalhamento, responsáveis pela ligação entre o elemento de aço e o concreto, foram objeto de diversas pesquisas, principalmente no que se refere à sua capacidade e ductilidade, avaliada por meio de ensaios padronizados que estabelecem a curva forçaescorregamento relativo. As normas apresentam expressões para o cálculo da capacidade de alguns tipos de conectores, as quais derivam de resultados experimentais. Atualmente, o comportamento estrutural das vigas mistas simplesmente apoiadas é bem conhecido. Existem pesquisas recentes, entretanto, que procuram fazer uma avaliação mais precisa de parâmetros que são relevantes no comportamento de vigas mistas. Entre esses parâmetros, estão o efeito da interação parcial aço-concreto, a obtenção da largura efetiva da laje e o efeito da fluência e da retração do concreto. O dimensionamento de vigas mistas submetidas a momentos positivos é tratado por todas as normas. De maneira geral, essas normas apresentam procedimentos de cálculo e hipóteses comuns entre si. Com relação às vigas mistas contínuas, existem fatores adicionais a serem analisados quando comparados às vigas simplesmente apoiadas, devido à fissuração do concreto e a instabilidade da viga de aço em regiões de momentos negativos. A NBR 8800 (1986) não aborda o caso de vigas mistas contínuas, devendo-se considerar apenas a viga de aço isolada no dimensionamento, o que representa um procedimento conservador. Entre as normas pesquisadas, o EUROCODE 4 (1992) é a que fornece um tratamento mais detalhado às vigas mistas contínuas. Podem ser destacadas duas particularidades do comportamento de vigas contínuas, e que são apresentadas pela norma européia. A primeira delas é a obtenção dos esforços solicitantes a partir da redistribuição de momentos, devido à perda de rigidez à flexão nas regiões de momento negativo, onde ocorre a fissuração do concreto. A segunda diz respeito à verificação da estabilidade lateral: os procedimentos de cálculo são similares aos apresentados para as vigas de aço isoladas no EUROCODE 3 (1992). As pesquisas relacionadas ao comportamento estrutural das lajes mistas são relativamente recentes. Dessa maneira, encontra-se um número menor de pesquisas em relação às vigas e aos pilares mistos. O EUROCODE 4 (1992) foi a norma abordada neste trabalho, pois trata de todos os estados limites últimos e de utilização relevantes no dimensionamento de lajes mistas. No Brasil, a utilização desse sistema é recente. Embora a NBR 8800 (1986) não faça referência a esses elementos, a norma NBR 14323 (1999) trata do dimensionamento de lajes com fôrma de aço incorporada em temperatura ambiente e em situação de incêndio, com base nas recomendações da norma européia. Existem diversas pesquisas referentes ao comportamento estrutural dos pilares mistos. Tais pesquisas consistem basicamente na identificação de parâmetros que interferem na capacidade resistente e como esta interferência ocorre. Estes trabalhos, de maneira geral, buscam confrontar estudos teóricos e experimentais, questionando também a formulação adotada pelas normas que abordam o dimensionamento de pilares mistos. Os dois principais tipos de pilares mistos oferecem vantagens: no pilar revestido, além da proteção ao fogo e do aumento da resistência do pilar, a presença do concreto como revestimento impede a flambagem local dos elementos que compõem o perfil de aço. No pilar Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 25, p. 51-84, 2005
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