Numerical and experimental study of a waffle slab designed to serve as a tennis court floor

Abstract

Reinforced concrete waffle slabs have become a common option for designers due to a need of rationalization in construction with reduction in costs and deadlines. To better understand the behavior of this structural system, and more realistically quantify stresses and displacements, a full scale waffle slab was tested. The structure, designed to serve as a tennis court floor, was submitted to a load of 12 kN/m2 and instrumented to measure strains and deflections at different locations. The loading process used the floor's constructive base filling material and readings were taken at different loading stages and arrangements during the floor's construction. Test data was compared to results obtained from the matrix analysis program Sistema Computacional TQS v11.0 and from the finite element model program SAP2000 v14.2.2. Slab behavior was as expected, with deflection and bending moments close to those determined by the numerical analysis.A necessidade de racionalização na construção civil com a minimização de custos e prazos vem fazendo das lajes nervuradas de concreto armado uma opção cada vez mais adotada pelos projetistas. Com o objetivo de compreender melhor o comportamento desse sistema estrutural e quantificar as tensões e deslocamentos da estrutura de uma forma mais realista, foi realizado um programa experimental em uma laje nervurada em escala natural. O estudo mediu deformações no concreto e deslocamentos verticais em diversos pontos da estrutura, submetida a um carregamento de 12 kN/m2, correspondente a várias camadas de enchimento necessárias para servir de base para quadras de tênis. Devido à impossibilidade de aplicação do carregamento experimental de forma regular e em etapas, optou-se pela realização de leituras em diferentes situações de carga. Os dados coletados experimentalmente foram comparados com os resultados de duas análises computacionais, empregando-se um modelo de análise matricial de grelhas do programa Sistema Computacional TQS v11.0 e um modelo em elementos finitos do programa SAP2000 v14.2.2. O comportamento da laje esteve dentro do previsto, com deslocamentos verticais e momentos fletores próximos aos determinados pelas análises numéricas.