comportamento estrutural e dimensionamento de ... - SET - USP

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Gerson Moacyr Sisniegas Alva & Maximiliano Malite
interação nula
interação total
interação parcial
deformada
P
P
P
corte na
ligação
q = 0
_
+
_
+
deformações
a meio vão
concreto
aço
Figura 5 - Interação aço-concreto no comportamento de vigas mistas
Quando ocorre escorregamento relativo ao nível da ligação aço-concreto, há uma
descontinuidade no diagrama de deformações, caracterizando a interação parcial. Em
conseqüência disso, a seção transversal da viga apresenta duas linhas neutras. O efeito do
escorregamento afeta a distribuição de tensões na seção, a distribuição do fluxo de cisalhamento
longitudinal na conexão e, consequentemente, a deformabilidade das vigas. Esta última é
relevante em verificações no regime de utilização da estrutura.
A ligação entre o aço e o concreto é dimensionada em função do diagrama de esforços
cortantes longitudinais por unidade de comprimento q , conhecido como fluxo de cisalhamento
longitudinal.
No caso de interação completa, a resultante do diagrama do fluxo de cisalhamento
longitudinal, aqui representada por V h , é dada em função da máxima força cortante que se pode
transmitir através da ligação, sendo esta limitada pelas resultantes máximas de tração e de
compressão que podem atuar na viga de aço e na laje de concreto, respectivamente. V h assume,
portanto, o menor desses valores. O número de conectores, no caso de interação completa, deve
então ser determinado para a resistir à resultante V h .
O método construtivo também influencia o dimensionamento. No caso de construção
não escorada, a viga de aço isolada deve ser capaz de resistir às solicitações provenientes do
peso próprio da estrutura e das sobrecargas de construção. As verificações de flechas e da
estabilidade lateral podem ser determinantes, neste caso.
O comportamento estrutural de uma viga mista depende também da existência ou não
de momentos fletores negativos, decorrente das condições de vinculação dessa viga.
3.2.1 Vigas submetidas apenas a momentos fletores positivos
As vigas mistas simplesmente apoiadas enquadram-se como elementos estruturais
submetidos exclusivamente por momentos fletores positivos. Nessas vigas, a laje de concreto
encontra-se predominantemente comprimida e o perfil de aço, tracionado.
A estabilidade local da mesa superior, caso esteja comprimida, é garantida pela ligação
desta com a laje de concreto, através de conectores. A estabilidade lateral também é garantida,
devido a presença da laje de concreto, que é tida como de rigidez infinita no seu plano. Em
geral, a flambagem local da alma não é determinante em vigas de edifícios, onde as relações
h w /t w são relativamente pequenas. Além disso, devido às dimensões usuais de lajes em edifícios,
em que a área de concreto assume valores consideráveis, a posição da linha neutra na viga de
aço não possibilita grandes zonas comprimidas na alma.
Nas vigas simplesmente apoiadas, os momentos fletores e as forças cortantes são
estaticamente determinados, e não são influenciados pela fissuração, fluência e retração do
concreto.
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 25, p. 51-84, 2005