É corrente a utilização de estruturas de lajes fungiformes para edifícios comerciais, de escritórios e de habitação. No entanto, o comportamento destas estruturas sob acção de cargas verticais e sísmicas não é ainda completamente compreendido por parte da comunidade científica. O projecto de investigação que se propõe tem como objectivo contribuir para o conhecimento e compreensão do comportamento de estruturas de lajes fungiformes em aspectos importantes, tais como:

As ligações laje-pilar para as acções horizontais são bastante flexíveis e os esforços induzidos nestas zonas podem conduzir à rotura por punçoamento. A resistência ao punçoamento de lajes fungiformes sujeitas a acções dinâmicas não está claramente quantificada, uma vez que as formulações presentes nas normas são essencialmente baseadas em estudos experimentais com carregamento monotónico, não tendo em consideração a degradação causada por carregamentos cíclicos, como acontece durante um sismo. É objectivo deste trabalho desenvolver estudos experimentais sobre o comportamento e resistência de lajes fungiformes para as acções sísmicas.

O HPC (High Performance Concrete) e UHPC (Ultra High Performance Concrete) são materiais recentes, mas que exibem propriedades mecânicas superiores às dos betões convencionais. Estas performances superiores permitem a execução de estruturas com secções menores e mais esbeltas. Outro aspecto inovador na utilização deste material, associado às secções mais esbeltas permitidas, é a utilização de menor quantidade de matérias-primas na sua fabricação, com o menor impacto ambiental e económico que isso representa. Mas sendo o HPC e UHPC materiais relativamente recentes, a quantidade de ensaios existentes é claramente insuficiente para o desenvolvimento e validação de expressões e métodos de dimensionamento. É nosso objectivo desenvolver trabalho de investigação na área da resistência ao corte e punçoamento de estruturas executadas com recurso a HPC e UHPC, que permitam a utilização racional deste tipo de material.

A investigação baseada em modelos numéricos é mais económica que a efectuada com base em estudos experimentais. Permite ainda a análise paramétrica de uma forma económica e rápida. No entanto, os modelos numéricos existentes não apresentam resultados satisfatórios na modelação do complexo problema que é a rotura por punçoamento. Esta tarefa tem como objectivo usar os resultados experimentais obtidos anteriormente por membros da equipa [Ramos(2003), Duarte(2008), Luis(2008)] e os a obter durante este projecto, para implementar um modelo numérico de partículas discretas que permita a modelação deste fenómeno. Este modelo foi desenvolvido para o estudo de problemas em 2D por um membro da equipa [Monteiro (2003,2006)], e será adaptado para a modelação em 3D do problema do punçoamento.

É frequente a necessidade de executar trabalhos de reforço em estruturas de lajes fungiformes, resultante de alterações do tipo de utilização dos pisos, de aumento das cargas aplicadas, de erros de execução ou de projecto, da degradação dos materiais, etc. A experiência da equipa de investigação em áreas como punçoamento [Lúcio(2000), Ramos(2003,2006)] e reforço de estruturas emlaje fungiforme de betão armado [Ramos(2000), Duarte(2008), Luis(2008), Faria(2009)], permite propor o desenvolvimento de investigação na área do reforço de estruturas de lajes fungiformes utilizando como solução a introdução de elementos de reforço pós instalados, compostos por varões verticais ou inclinados, colocados junto ao pilar. A solução proposta foi já testada pela equipe de investigação para carregamentos monotónicos. Obtiveram se incrementos na resistência ao punçoamento das lajes reforçadas, mas mais importante ainda, incrementos substanciais de ductilidade da ligação laje pilar. Já foram igualmente executados dois ensaios experimentais com carregamento cíclico, sendo objectivo da equipe de investigação testar esta solução mais exaustivamente, em especial sob acções horizontais cíclicas, de forma a avaliar com maior rigor o incremento alcançável em termos de ductilidade e resistência.

A equipa de investigação envolvida neste projecto possui uma vasta experiência em investigação experimental nas áreas do punçoamento, no reforço de estruturas e na análise numérica de estruturas de betão armado. A investigação produzida por esta equipa influenciou já recomendações em normas Europeias, como é o caso das cláusulas 6.4.3 e 9.4.3 da EN1992.1.1.

Com a investigação proposta neste projecto pretende-se aprofundar o conhecimento do fenómeno do punçoamento e propor recomendações de projecto com o objectivo de obter estruturas de lajes fungiformes mais seguras, designadamente para as acções sísmicas.