Modelo para calcular a contribuição da fibra na resistência à punção de lajes em concreto reforçado com fibra de aço

Abstract

Neste artigo, formulações analíticas são desenvolvidas para calcular a resistência à punção de lajes lisas de concreto reforçado com fibras de aço (CRFA) e que também são reforçadas à flexão por barras de aço (reforço convencional). A partir de análises estatísticas sobre um banco de dados que reúne resultados experimentais de caracterização do comportamento pós-fissuração do CRFA, equações são estabelecidas para avaliar parâmetros da resistência residual à tração na flexão (fRi) a partir de informações fundamentais que caracterizam a fibra de aço. O parâmetro de resistência fRi, proposto pelo ModelCode10 foi usado para definir a lei tensão-abertura da fissura (σ-w) que simula o mecanismo de reforço da fibra em um material cimentício. A segunda parte do artigo descreve uma formulação analítica baseada nos conceitos propostos por Muttoni e Ruiz, onde a lei σ-w é convenientemente integrada para simular a contribuição da fibra de aço na resistência à punção de lajes em CRFA. A partir de um banco de dados, composto de 154 ensaios de punção, o bom desempenho da proposta apresentada é demonstrado. O desempenho do modelo também é evidenciado comparando-se os seus resultados a outros modelos.

In this paper analytical formulations are developed for predicting the punching resistance of flat slabs of steel fiber reinforced concrete (SFRC) also flexurally reinforced with steel bars (usual reinforcement). By performing statistical analysis with a database that collects experimental results on the characterization of the post-cracking behavior of SFRC, equations are determined for evaluating the residual flexural tensile strength parameters (fRi) from fundamental data that characterize steel fibers. The fRi strength parameters proposed by ModelCode10 were used for the definition of the stress-crack width law (σ-w) that simulates the fiber-reinforcement mechanisms in cement-based materials. The second part of the paper describes an analytical formulation based on the concepts proposed by Muttoni and Ruiz, where the σ-w law is conveniently integrated for simulation of the contribution of steel fibers for the punching resistance of SFRC slabs. By using a database composed of 154 punching tests with SFRC slabs, the good predictive performance of the developed proposal is demonstrated. The performance of this model is also evidenced by comparing its predictions to those from other models.