Corte e punçoamento de elementos de betão armado de acordo com a Teoria da Fissura de Corte Crítica: enquadramento histórico, desenvolvimentos recentes e integração em normas

Resumo

A Teoria da Fissura de Corte Crítica (CSCT, referindo-se à sua definição Critical Shear Crack Theory na língua Inglesa) tem sido desenvolvida desde 1985 para avaliar a resistência ao corte de elementos de betão armado sem armadura de esforço transverso assim como a resistência ao punçoamento de lajes e fundações de betão armado. A principal ideia desta teoria é a de que a resistência é condicionada pelo desenvolvimento de uma fissura de corte crítica, nomeadamente pela sua geometria e cinemática. Ensaios experimentais realizados recentemente demonstram que o esforço transverso pode ser transmitido através da fissura de corte crítica devido à soma de várias contribuições, nomeadamente: engrenamento dos agregados, resistência à tração residual do betão, efeito de ferrolho das armaduras longitudinais, contribuição da zona comprimida e activação da armadura de esforço transverso atravessada pela fissura crítica (nos casos em que esta exista). Todas estas contribuições podem ser devidamente quantificadas em função da geometria e cinemática da fissura de corte crítica, usando para o efeito relações constitutivas adequadas. Versões simplificadas das formulações mais refinadas e gerais dos modelos mecânicos da CSCT foram introduzidas em diversos documentos normativos, tais como o Código Modelo 2010 da fib ou, mais recentemente, a segunda geração da Norma Europeia para Estruturas de Betão Armado. A generalidade dos modelos da teoria permite utilizá-los para outros casos particulares, tais como seja a presença de esforço normal, o caso de elementos de betão com fibras, armaduras não metálicas ou o dimensionamento de soluções de reforço estrutural. Este documento apresenta um enquadramento histórico do desenvolvimento da teoria, seguido de uma apresentação muito sucinta dos seus modelos refinados mais atuais. É ainda discutida a derivação de expressões de forma fechada baseada na CSCT, o que conduz a expressões com um formato idêntico às que constam no atual Eurocódigo 2. Finalmente, para o caso de punçoamento, alguns dos desenvolvimentos mais recentes da teoria são apresentados, nomeadamente no que se refere à capacidade do modelo refinado de relacionar a carga, a rotação e a deformação por corte, não somente na rotura mas também durante o carregamento.

Palavras-chave:
corte; punçoamento; modelo mecânico; normas; níveis de aproximação