Calculadora de puncionamento SkyCiv

A calculadora de punção SkyCiv permite aos usuários estimar a capacidade de punção de um painel de laje de concreto armado sujeito a carregamento pontual. As verificações de punção são usadas para garantir que uma laje de concreto é capaz de resistir às forças locais concentradas ao redor dos pilares. (por debaixo) ou forças aplicadas (por encima). A falha por punçoamento é um modo de falha frágil, o que significa que pode levar ao colapso estrutural se não for contabilizado no projeto. Em alguns casos, a espessura mínima exigida da laje pode ser determinada pela resistência ao punçoamento, em vez de capacidade de flexão ou deflexão.

SkyCiv oferece ferramentas para calcular a resistência ao punçoamento para os seguintes códigos:

  • ACI 318-19: Requisitos de Código para Concreto Estrutural
  • AS 3600:2018 Estruturas de Concreto

O abaixo calculadora permite que os engenheiros realizem verificações de punçoamento para evitar falhas por punçoamento e fornece informações detalhadas, relatórios de cálculo referenciados por código explicando os resultados.

Iniciando a calculadora de punçoamento SkyCiv..

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Sobre a calculadora de punçoamento SkyCiv

O que é punçoamento?

Punçoamento refere-se a um modo de falha das lajes estruturais que ocorre em torno de pontos de suporte de carga concentrada. As causas mais comuns de ruptura por punção são a punção de um pilar (por debaixo) ou uma carga pontual (por encima) de uma laje. O punçoamento ocorre com "com uma distribuição cónica" produzindo uma falha na laje (veia o gráfico abaixo), onde a laje racha diagonalmente na interface da carga puntual com a laje.

cálculo de punção em laje de concreto

A falha "com uma distribuição cónica" através da qual ocorre o punçoamento é referido como "perímetro de cisalhamento crítico". Este perímetro é proporcional às dimensões da carga aplicada, e a espessura da laje que a suporta. Quanto maior o perímetro de cisalhamento crítico, maior capacidade contra ruptura por punçoamento se terá. O projeto para reforçar uma laje contra punçoamento geralmente considera aumentar o tamanho deste perímetro ou reforçá-lo com reforço transversal.

Os momentos fletores dentro de uma laje podem contribuir para a ruptura por punção, pois a fissuração por flexão pode aumentar a fissuração por punçoamento. Portanto, a interação entre cisalhamento e flexão precisa ser levada em consideração nos cálculos de capacidade.

Como prevenir a falha por punçoamento?

É necessário o detalhamento especial em torno de pilares e cargas pontuais para reforçar a laje contra ruptura por punção. A capacidade de punçoamento pode ser aumentada por qualquer um dos seguintes métodos:

  • Aumentando a espessura da laje
  • Distribuindo cargas pontuais em uma área maior
  • Incorporação de armadura de punçoamento sobre apoios
  • Espessamentos locais de lajes em apoios (Ou seja. capitéis)
  • Aumentando a resistência do concreto

Todos esses métodos estão focados em aumentar o tamanho do perímetro de cisalhamento crítico ou aumentar a resistência da seção de concreto no perímetro de cisalhamento crítico..

Punçoamento com aberturas ao redor do pilar

Olá, ACI 318-19 a calculadora de punçoamento agora permite o dimensionamento de punçoamento com abertura ao redor da coluna. Quando o problema é analisado com aberturas, a armadura de cisalhamento é reduzida por um fator que elimina as fiadas afetadas pela área de influência da abertura (mostrado em amarelo). ACI 318-19 não fornece orientação sobre esse assunto; no entanto, já que o CSA é mais explícito, a calculadora segue sua recomendação. Em todo o caso, o reforço dentro desta “área de influência da abertura” ainda deve ser colocado ou pode ser realocado nas proximidades quando cair dentro da abertura, mesmo que sua contribuição não seja considerada nos cálculos. (CSA 23.3-24, Cláusula 13.1)

Punching Shear Openings Diagram

ACI 318-19 notas da calculadora de punçoamento

A versão ACI 318-19 calculadora de punçoamento avalia a resistência ao punçoamento de lajes bidirecionais de acordo com ACI 318-19. Suporta vários locais de colunas e condições de contorno, incluindo:

  • Coluna Interior/Transferência de Carga
  • Coluna de Borda/Transferência de Carga
  • Coluna de Canto/Transferência de Carga

A análise incorpora transferência combinada de cisalhamento e momento (o modelo ou método de cisalhamento excêntrico) para ACI 318-19 Seção 8.4.4.2, conforme detalhado por Wight e MacGregor. O dimensionamento e detalhamento da armadura de cisalhamento seguem as recomendações da ACI 421.1R-20. As exclusões da calculadora incluem:

  • Espessura Variável: Limitado a lajes com espessura uniforme (sem painéis rebatíveis ou maiúsculas).
  • Otimização: A ferramenta não sugere automaticamente dimensões ideais; valida entradas definidas pelo usuário.
  • Membros de Integridade: Não leva em conta a contribuição de vigas ou paredes dentro da zona de cisalhamento.
  • Formas de Coluna: Limitado a seções retangulares (use o "Quadrado Equivalente" método para outras formas).
  • Projeto Sísmico: Não inclui disposições especiais de cisalhamento sísmico (por exemplo., ACI 318-19 Seção 18.14).
  • Fundações: Não leva em conta as pressões de reação do solo (por exemplo., fundações de lajes ou esteiras).
  • Protensão: Limitado a lajes de concreto armado não protendidas.

Como fazer o cálculo da punção em uma laje de concreto?

A capacidade de punçoamento é calculada na seguinte sequência:

  1. Calcular o perímetro de cisalhamento crítico, com base na área de carga pontual e na espessura da laje.
  2. Calcular a resistência ao cisalhamento do concreto, tendo em conta o perímetro de corte crítico e quaisquer momentos fletores dentro da laje.
  3. Calcular a contribuição da armadura de cisalhamento para a capacidade de cisalhamento da seção.
  4. Calcular a capacidade total de cisalhamento da seção de concreto.

Os métodos de cálculo variam ligeiramente entre regiões, mas baseiam-se numa lógica semelhante. SkyCiv oferece ferramentas de cálculo que suportam a norma americana (ACI) a norma australiana (AS) entre outras.

Calculadora de punçoamento - FAQs

O que a calculadora faz?

Esta calculadora de punçoamento determina a capacidade de punçoamento de um painel de laje sujeito a alta força de cisalhamento local de acordo com a norma ACI 318-19 e a norma AS 3600.

Que tipo de concreto é considerado?

A versão ACI 318-19 suporta o concreto normal e o concreto leve. A versão AS 3600 considera apenas o concreto de peso normal.

Que tipo de armaduras de cisalhamento são suportadas?

A versão ACI 318-19 pode considerar estribos ou pinos com cabeça na forma de armadura de cisalhamento. A versão AS 3600 concentra-se apenas na capacidade do concreto, mas permite que os usuários especifiquem se pinos de cisalhamento são fornecidos.

Quais casos de resistência à punção são verificados?

Os seguintes casos são verificados na ACI 318-19 Calculadora de Corte de Punção:

  • Carga Concentrada Transferida no Interior do Painel da Laje
  • Carga Concentrada Transferida na Borda do Painel da Laje
  • Carga Concentrada Transferida no Canto do Painel da Laje

A versão AS 3600 para punçoamento verifica apenas o carregamento da laje interna.

Quais dados de entrada são exigidos pela calculadora?

Os dados obrigatórios incluem as dimensões da coluna, dimensões da laje, as propriedades do concreto e as propriedades da armadura/pinos de cisalhamento.

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Sobre a SkyCiv

A SkyCiv oferece uma ampla gama de softwares de Análise e Projeto Estrutural em Nuvem para engenheiros. Como uma empresa de tecnologia em constante evolução, estamos comprometidos com a inovação e o desafio dos fluxos de trabalho existentes para economizar tempo dos engenheiros em seus processos de trabalho e projetos.

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