L’orthophonie : entre utilité et lassitude

Foram ensaiados em laboratório dois modelos construídos à escala 1:2, sendo cada modelo constituído por duas vigas pré-fabricadas com secção em “I”, sobre as quais é posteriormente betonada uma laje. A continuidade estrutural é garantida pela laje e por uma carlinga localizada entre os topos das vigas a ligar.

Características geométricas

Cada modelo constitui uma viga contínua com dois vãos de 10.06 m, tal como se representa na Figura 5-1. As vigas pré-fabricadas têm uma altura de 57.2 cm, tendo a laje uma espessura de 7.6 cm e uma largura de 99 cm. A distância entre os topos das vigas pré-fabricadas, sobre o apoio central, é de 7.6 cm, tendo a carlinga uma espessura de 10.2 cm, isto é, cada viga pré- fabricada está embebida na carlinga ao longo de um comprimento de 1.3 cm.

Nas Figuras 5-1 e 5-2 apresentam-se os apoio utilizados. Os apoios de extremidade são constituídos por chapas em aço colocadas sob a viga pré-fabricada, permitindo a existência de rotações e de deslocamentos horizontais entre a viga pré-fabricada e a base de apoio. O apoio central é constituído por uma chapa de aço colocada sobre duas células de carga (ver Figura 5-2). A chapa tem uma dimensão, segundo a direcção longitudinal do modelo, de cerca de 23 cm, conferindo portanto apoio às extremidades das vigas pré-fabricadas e à carlinga.

10.06m

Figura 5-1 – Alçado dos modelos ensaiados por Mattock (1961).

célula de carga topo da viga pré-fabricada faces da carlinga 0.076m 88.6 203

Figura 5-2 - Pormenor do alçado na zona de apoio central.

Figura 5-3 - Secção transversal e armaduras da viga e da laje (dimensões em mm).

10f12,8mm 5f12,8mm

4f9.5mm

Figura 5-4 – Representação das armaduras de continuidade: alçado e pormenor de emenda da armadura inferior (Mattock 1961).

Na Figura 5-3, representam-se em secção transversal as armaduras da viga pré-fabricada e da laje. A armadura da laje, que constitui a armadura de continuidade para resistir a momentos flectores negativos, existe apenas ao longo de um comprimento de 7.32 m sobre o apoio central, tal como se representa na Figura 5-4. Ao longo do restante comprimento, a armadura da laje é constituída por uma rede electro-soldada de área muito pequena. Na Figura 5-4 representa-se também a armadura de continuidade para momentos flectores positivos (esta armadura não está representada na secção transversal da Figura 5-3), que existe apenas num dos dois modelos ensaiados, tal como se indica a seguir.

Os dois modelos ensaiados têm a seguinte diferença:

ƒ um dos modelos, constituído pelas vigas 1 e 2, não possui qualquer armadura de ligação para momentos positivos (este modelo será adiante designado por modelo 1/2, ou viga 1/2);

ƒ o outro modelo, constituído pelas vigas 3 e 4, possui armadura de ligação para momentos positivos, constituída por quatro varões com 9.5 mm de diâmetro emendados em cotovelo, da forma representada na Figura 5-4 (este modelo será adiante designado por modelo 3/4, ou viga 3/4).

Os betões utilizados nos modelos 1/2 e 3/4 têm propriedades ligeiramente diferentes uma vez que resultam de diferentes amassaduras.

As vigas pré-fabricadas são pré-esforçadas através de 28 cordões de 7 fios, com traçado recto, estando 26 cordões alojados no banzo inferior da viga e 2 no banzo superior (ver Figura 5-3). Cada cordão tem um diâmetro de 0.25’’ e uma área de 23.23 mm2. A força de esticamento foi de 27.8 kN por cordão, correspondendo a uma tensão de esticamento de 1197 MPa.

Propriedades dos materiais

Para aferição das propriedades dos materiais foram avaliadas experimentalmente as seguintes grandezas:

ƒ resistência à compressão do betão, cujos valores estão indicados na Tabela 5-1;

ƒ extensão de retracção dos betões utilizados para construir as vigas e a laje (medida em provetes com secção transversal igual à da viga e da laje, respectivamente, e comprimento de 3.05 m), cujos valores estão indicados no gráfico da Figura 5-5.

No gráfico da Figura 5-5 consta também o valor da extensão diferencial de retracção que representa, num determinado instante de tempo, a diferença entre a retracção total da laje até esse instante, e a retracção da viga pré-fabricada que ocorre desde o instante em que se inicia a retracção da laje até ao instante em questão. A extensão diferencial de retracção tem, neste caso, um valor de _24⋅10−5 _{no final do período de monitorização.}

Tabela 5-1 – Resistência à compressão dos betões utilizados (valores resultantes de ensaios aos 28 dias sobre cilindros com 15.2 cm de diâmetro e 30.5 cm de altura).

Modelo 1/2 Modelo 3/4

Viga Laje e Carlinga Viga Laje e Carlinga

cm f (MPa) 36.3 26.7 37.5 33.2 0 10 20 30 40 50 60 0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tempo, após transferência do pré-esforço [dias]

ecs /10 -5 viga pré-fabricada laje diferencial

Figura 5-5 – Curvas de retracção dos betões da viga e da laje.

O período de cura (realizada através de serapilheira saturada com água) teve, segundo Mattock (1961), a duração de três dias. Após esse período, e até ao fim do ensaio, os modelos foram conservados num ambiente com 50% de humidade relativa e com uma temperatura de cerca de 20ºC.

Na Tabela 5-2 apresentam-se as propriedades mecânicas dos aços utilizados.

Tabela 5-2 – Propriedades mecânicas dos aços.

sy

f (MPa) E_s (GPa) fpu (MPa)

Arm. de pré-esforço 1750 198 1930 Arm. ordinária superior 334 200 (1) -

Arm. ordinária inferior 345 200 (1) -

Estribos 307 200 (1) -

Faseamento construtivo

A sequência de operações realizadas durante a construção dos modelos é apresentada na Tabela 5-3. Considera-se uma escala de tempos com origem no instante de transmissão do pré-esforço aplicado às vigas pré-fabricadas, escala esta que é utilizada neste capítulo (à excepção da escala temporal do gráfico apresentado na Figura 5-16, que tem origem no instante de esticamento dos cordões de pré-esforço).

Tabela 5-3 – Faseamento construtivo.

FASE Tempo após a transferência de pré-esforço (dias) Esticamento dos cordões de pré-esforço -9

Betonagem das vigas pré-fabricadas -8 Transferência do pré-esforço

(e aplicação do peso próprio (pp) das vigas = 2.25 kN/m) 0 Carregamento das vigas com blocos suspensos (1)

(pp blocos = 3.89 kN/m) 13 Betonagem da laje e da carlinga (2)

(pp laje = 1.88 kN/m) 20 Remoção da cofragem da laje e da carlinga 27

(1) - estes blocos suspensos são usados para que o estado de tensão na viga devido às cargas permanentes seja semelhante aquele que está instalado numa estrutura real, à escala 1:1

(2) - após a betonagem da laje, o seu peso é integralmente suportado pelas vigas