Theoretical and experimental analysis of precast slabs composed of pre-stressed joists

Autor: Jordan Kaspary, Hinoel Zamis Ehrenbring, Fernanda Pacheco, Roberto Christ, Uziel Cavalcanti de Medeiros Quinino, Bernardo Fonseca Tutikian
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Matéria (Rio de Janeiro) v.27 n.3 2022
Matéria (Rio de Janeiro. Online)
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Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 27, Issue: 3, Article number: e20220136, Published: 02 SEP 2022
ISSN: 1517-7076
DOI: 10.1590/1517-7076-rmat-2022-0136
Popis: The composite precast slabs are composite systems, in which they are constituted by concrete joists (reinforced or prestressed), filling components and a solidarization layer in reinforced concrete. It is a construction system widely used in the world, mainly in Ibero-American countries, such as Brazil and Spain, for example. However, there is still a lack of knowledge about the compatibility between the theoretical results and the experimental ones, since they are composite systems, and the variables can be decisive in the theoretical models. Therefore, this study aimed to compare the theoretical and experimental results of precast composite slabs. This study developed an experimental program of flexing tests for a slab with pre-stressed center joist reinforced on each side with half-longitudinal slab components and a 5 cm mesh-reinforced concrete cover. Experimental variables were the diameter of steel reinforcement and filler material (ceramic blocks or Expanded Polystyrene – EPS blocks). This study has 4 steps: materials characterization, mechanical tests of the joist, effect of filler material in the structural behavior and theoretical and experimental system behavior at fissuring and rupturing. Prestressed joists ruptured in compression regions during bending tests regardless of the diameter of steel reinforcement due to concrete low strength. Filler material did not alter the slabs rupturing load, but EPS blocks allowed considerable deflections. Regarding maximum bending moment, the selected theoretical models had an agreement of up to 99% on experimental values for 4 mm diameter steel-reinforced joists. However, for the joints with 5 and 6 mm wires, the analysis did not prove to be so valid, reaching a ratio of approximately 70 and 60%, respectively. RESUMO Entende-se que as lajes pré-fabricadas mistas são sistemas compostos, nos quais se constituem por vigotas de concreto (armado ou protendido), elementos de preenchimento e uma camada de solidarização em concreto armado. É um sistema construtivo muito utilizado no mundo, principalmente, em países ibero-americanos, como o Brasil e Espanha, por exemplo. No entanto, ainda há desconhecimento sobre a compatibilidade entre os resultados teóricos para os experimentais, uma vez que são sistemas compostos e as variáveis podem ser determinantes nos modelos de previsão. Portanto, este estudo teve como objetivo comparar os resultados teóricos e experimentais de lajes mistas pré-fabricadas. Para isso, desenvolveu um programa experimental de ensaios de flexão para uma laje com vigota central protendida reforçada de cada lado com elementos de laje e uma cobertura de concreto armado com malha de 5 cm. As variáveis experimentais foram o diâmetro da armadura de aço e do material de enchimento (telhas de cerâmica ou blocos de poliestireno expandido). Este estudo tem 4 etapas: caracterização dos materiais, ensaios mecânicos da vigota, efeito do material de enchimento no comportamento estrutural e comportamento teórico e experimental do sistema na fissuração e ruptura. Vigotas protendidas romperam na região de compressão durante os testes de flexão, independentemente do diâmetro da armadura de aço. O material de enchimento não alterou a carga de ruptura das lajes, mas os blocos de EPS permitiram deflexões consideráveis. Em relação ao momento fletor máximo, os modelos teóricos selecionados apresentaram concordância de até 99% nos valores experimentais para vigotas reforçadas com aço de 4 mm de diâmetro. Entretanto, para as nervuras com fios de 5 e 6 mm, a análise não se mostrou tão válida, chegando a uma relação de aproximadamente, 70 e 60%, respectivamente.
Databáze: OpenAIRE
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