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CÁLCULO DE VIGAS - Editora DUNAS

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CAPÍTULO 5 – Volume 2<br />

CÁLCULO <strong>DE</strong> <strong>VIGAS</strong><br />

1<br />

1- Cargas nas vigas dos edifícios<br />

• peso próprio :<br />

p p = 25A c , kN/m ( c<br />

A = área da seção transversal da viga em m 2 )<br />

Exemplo: Seção retangular: 20x40cm: pp = 25x0,20x0,40 = 2kN/m<br />

• alvenarias : p = γ tH , kN/m<br />

( γ a<br />

a a<br />

= peso específico da alvenaria, t = espessura ; H = altura da parede)<br />

- alvenaria de tijolos cerâmicos furados: γ a = 13 kN/m 3 ;<br />

- alvenaria de tijolos cerâmicos maciços: γ a = 18 kN/m 3 .<br />

• ações das lajes : Cálculo das reações conforme o capítulo de lajes.<br />

2


• ação de vigas : Nos casos de apoios indiretos, a viga principal recebe uma<br />

carga concentrada.<br />

• ação de pilares : Quando um pilar se apoia em uma viga de transição.<br />

Observações: A rigor, as reações de apoio das lajes não são uniformes. A<br />

consideração de reações uniformes leva a uma solução contrária à segurança<br />

para as vigas de apoio. O esforço cortante e reações de apoio das vigas estarão<br />

corretos, mas os momentos fletores serão menores que os reais. É possível<br />

corrigir o problema, considerando reações de apoio triangulares e trapezoidais,<br />

ou outras formulações, mas isto pode complicar o cálculo da viga.<br />

Na prática de projeto, pode-se ignorar esse problema, desde que<br />

haja alguma folga no carregamento das vigas. Isto se consegue, por exemplo,<br />

desprezando as aberturas de portas e janelas (considerando que as paredes são<br />

fechadas até o teto).<br />

3<br />

2- Vãos teóricos<br />

O vão teórico (ou vão de cálculo), l , é a distância entre os centros dos<br />

apoios.<br />

Nas vigas em balanço: l = comprimento da extremidade livre até o centro<br />

do apoio.<br />

4


3- Cálculo dos esforços<br />

l<br />

b o<br />

Pórtico plano<br />

X<br />

M 1<br />

X e<br />

M 2<br />

Cálculo simplificado<br />

como viga contínua<br />

M 1e<br />

M 2e<br />

6<br />

5<br />

A NBR-6118 permite considerar as vigas dos edifícios como contínuas, sem<br />

ligações rígidas com os pilares.<br />

Entretanto, é necessário fazer um segundo cálculo engastando os apoios<br />

internos.<br />

a) Momentos positivos para dimensionamento das armaduras dos vãos:<br />

Vão 1: maior entre M 1 e M 1 e<br />

Vão 2: maior entre M 2 e M 2 e<br />

O momento negativo sobre o apoio é X .<br />

b) Se bo<br />

> 0, 25l<br />

, deve-se considerar o maior momento negativo, em valor<br />

absoluto, entre X e X e .


M eng<br />

l vig<br />

l sup<br />

l inf<br />

sup<br />

inf<br />

vig<br />

p<br />

Pórtico plano<br />

l vig<br />

r vig<br />

=4I vig<br />

/l vig<br />

0,5l sup<br />

I sup<br />

I vig<br />

0,5l inf I inf<br />

l vig<br />

r sup<br />

=6I sup<br />

/l sup<br />

r inf<br />

=6I inf<br />

/l inf<br />

Modelo para cálculo do<br />

momento negativo na<br />

ligação com os pilares de<br />

extremidade<br />

7<br />

c) Momento negativo nos apoios de extremidade:<br />

rinf<br />

+ rsup<br />

M = M eng<br />

rvig + rinf<br />

+ rsup<br />

M eng = momento de engastamento perfeito;<br />

r = α I l = coeficiente de rigidez, sendo I o momento de inércia da seção<br />

transversal e l o vão.<br />

No lugar desse cálculo, pode-se empregar a solução da Fig. YY<br />

(seguinte).<br />

8


Fig. YY – Armadura negativa nos apoios de extremidade<br />

(Alternativa de projeto conforme CEB e EC2)<br />

9<br />

4- Cálculo das armaduras das vigas<br />

A) Armaduras longitudinais<br />

μ =<br />

bd<br />

M<br />

2<br />

d<br />

σ<br />

cd<br />

=<br />

bd<br />

γ<br />

f<br />

2<br />

M<br />

( α f )<br />

c<br />

k<br />

cd<br />

α c = 0,85 se fck<br />

≤ 50 MPa<br />

Armadura mínima:<br />

A ≥ A = A<br />

s<br />

s, min ρmin<br />

ρ min = taxa mínima de<br />

armadura<br />

(ver capítulo sobre flexão<br />

simples)<br />

c<br />

μ ≤<br />

μ lim<br />

⇒ armadura simples<br />

( A s )<br />

μ > μ lim ⇒ armadura dupla<br />

( A s e A′<br />

s )<br />

Armadura máxima:<br />

A<br />

s<br />

+ A′<br />

s<br />

4<br />

≤<br />

100<br />

A<br />

c<br />

10


Escolha das barras: Tabela A3.2<br />

Exemplo: As<br />

= 3, 5 cm 2 (área de<br />

aço calculada)<br />

Opção 1: 3 barras de 12,5mm<br />

( 3φ 12,5)<br />

área existente = 3,68 cm 2 .<br />

Opção 2: 2φ 10,0 + 1φ<br />

16, 0<br />

área existente =<br />

1,57+2,01=3,58cm 2 .<br />

B) Armaduras transversais<br />

estribo simples<br />

estribo duplo<br />

• Ver capítulo sobre esforço cortante.<br />

• Estribos simples: dois ramos.<br />

• Estribos duplos: quatro ramos.<br />

• A sw (cm 2 /m)= área da armadura<br />

obtida no dimensionamento.<br />

11<br />

Escolha<br />

estribos:<br />

A3.3<br />

dos<br />

Tabela<br />

Exemplo: armadura<br />

calculada<br />

Asw<br />

= 2,60 cm 2 /m<br />

.<br />

Observação: Se a<br />

área da armadura<br />

calculada for muito<br />

grande, podem-se<br />

empregar estribos<br />

duplos (4 ramos).<br />

Basta multiplicar<br />

por 2 as áreas<br />

fornecidas na tabela<br />

A3.3.<br />

Opção 1: φ 5c. 15 (área existente= 2,62 cm 2 /m)<br />

Opção 2: φ 6,3c.<br />

24 (área existente= de 2,60cm 2 /m)<br />

diagrama de esforços cortantes<br />

V 1<br />

V 2<br />

V 3<br />

V 4<br />

V=max(V 1 ,V 2 ) V=max(V 3 ,V 4 )<br />

φ 5 c. 15 φ 5 c. 20<br />

12


5- Escalonamento da armadura longitudinal<br />

V d1<br />

+<br />

-<br />

V d2<br />

a l1<br />

a l2<br />

M d<br />

a l1<br />

a l2<br />

diagrama<br />

deslocado<br />

Deslocamento do diagrama de momentos fletores<br />

13<br />

Para escalonar a armadura longitudinal das vigas, é necessário dar um<br />

deslocamento a l no diagrama de momentos fletores (ver capítulo sobre esforço<br />

cortante).<br />

Empregando estribos verticais:<br />

τ<br />

a<br />

wd<br />

l =<br />

d ≥ 0, 5d<br />

2( τ wd −τ<br />

c )<br />

Simplificação usual:<br />

a l =<br />

d<br />

14


Exemplo de escalonamento: a a<br />

c<br />

b<br />

b<br />

c<br />

X d<br />

/3<br />

c'<br />

b'<br />

a'<br />

• Para o momento positivo<br />

• Para o momento negativo<br />

M d<br />

X d<br />

a'<br />

b'<br />

c'<br />

M d<br />

/3<br />

: resultaram 3 barras de mesmo diâmetro.<br />

: resultaram 3 barras de mesmo diâmetro.<br />

• A partir dos pontos a, b, c : ancoramos as barras da armadura superior<br />

(normalmente estão em zona de má aderência).<br />

• A partir dos pontos a’, b’, c’ : ancoramos as barras da armadura inferior<br />

(estão em zona de boa aderência).<br />

15<br />

Cálculo de<br />

ancoragem.<br />

⎧0,3<br />

A<br />

lb<br />

s , cal ⎪<br />

lb, nec = lb ≥ ⎨ 10φ<br />

Ase ⎪<br />

⎩10cm<br />

(Ancoragem reta)<br />

l b : Ver capítulo sobre<br />

Ancoragem com gancho nos apoios<br />

de extremidade:<br />

As,<br />

cal<br />

lb, nec = 0,7 l b ≥ l b,min<br />

Ase<br />

⎧ R + 5,5φ ; lb,min<br />

≥ ⎨ ;<br />

⎩ 6cm<br />

A<br />

al Vd Vd<br />

s,<br />

cal = ≅<br />

d f yd f yd<br />

Tabela A3.4: fornece l b e lbe<br />

= 0, 7 l b , para os aços CA-50 e para algumas<br />

classes de concreto.<br />

Tabela A3.5: fornece l b, min para barras de aço CA-50, além das<br />

características geométricas dos ganchos em ângulo reto.<br />

16


17<br />

l b,nec<br />

ancoragem em apoio<br />

de extremidade<br />

>10φ a a<br />

b b<br />

l b,nec<br />

c<br />

>10φ<br />

l b,nec<br />

>10φ<br />

c<br />

c'<br />

>10φ<br />

b'<br />

b'<br />

c'<br />

a' a'<br />

>10φ<br />

l b,nec<br />

l b,nec<br />

>10φ<br />

>10φ<br />

(dentro do<br />

pilar interno)<br />

18


6- Armadura mínima nos apoios<br />

>A s1<br />

/3<br />

>A s2<br />

/3<br />

A s1<br />

A s2<br />

>10φ<br />

>10φ<br />

Prolongar até os apoios pelo menos 1/3 da armadura longitudinal<br />

de tração existente no vão.<br />

19<br />

7- Disposições construtivas da NBR-6118<br />

A) Largura mínima<br />

>12cm<br />

>12 >12<br />

B) Cobrimento das armaduras<br />

Tabela 5.7.1 - Cobrimentos nominais para vigas<br />

Classe de agressividade I II III IV<br />

Cobrimento nominal (cm) 2,5 3,0 4,0 5,0<br />

20


C) Espaçamento das barras<br />

e o<br />

φ<br />

e v<br />

⎧ 2cm<br />

⎪<br />

eh<br />

≥ ⎨ φ ;<br />

⎪ ⎩ 1,2d<br />

max<br />

⎧ 2cm<br />

⎪<br />

ev<br />

≥ ⎨ φ<br />

⎪<br />

⎩0,5d<br />

max<br />

e h<br />

φ = diâmetro das<br />

barras;<br />

d max = diâmetro<br />

máximo do<br />

agregado.<br />

21<br />

φ<br />

b si<br />

e h<br />

φ t<br />

c<br />

( n − ) e h<br />

bsi<br />

= nφ<br />

+ 1<br />

n = número de barras<br />

na mesma camada<br />

Tabela A3.6:<br />

de b si .<br />

valores<br />

b w<br />

=b si<br />

+2(c+φ t<br />

)<br />

22


Exemplo: Viga 12x40<br />

bw=12 cm ; h=40 cm ; d= 36 cm<br />

Classe de agressividade ambiental I:<br />

cobrimento c=2,5 cm<br />

Estribos: φ t = 5mm<br />

bsi,dip=12-2(2,5+0,5)= 6 cm (largura<br />

disponível por dentro dos estribos)<br />

Dado Md, dimensina-se a armadura: As=3,0 cm 2<br />

Solução 1:<br />

Tabela A3.2: 3 φ 12.5 (Ase= 3,68 cm2)<br />

Tabela A3.6: bsi = 8,3 cm > bsi,disp (não cabem em uma camada)<br />

Solução 2:<br />

Tabela A3.2: 2 φ 16 (Ase= 4,02 cm2)<br />

Tabela A3.6: bsi = 5,5 cm < bsi,disp (cabem em uma camada) OK!<br />

23<br />

Exemplo: mesmos dados anteriores<br />

Dado Md, dimensina-se a armadura: As=3,9 cm 2<br />

Solução 1:<br />

Tabela A3.2: 4 φ 12.5 (Ase= 4,91 cm2)<br />

Tabela A3.6: bsi = 11,8 cm > bsi,disp (não cabem em uma camada)<br />

Conclusão: Ficou contrário à segurança, pois o dimensionamento<br />

foi feito com d=36cm. É necessário dimensionar novamente com<br />

d=34,75 cm e ver se a área Ase=4,91 cm2 é suficiente.<br />

Daqui para frente, deve-se trabalhar com d=34,75 cm (para<br />

dimensionamento ao cortante, cálculo de flecha, etc.).<br />

24


Exemplo: mesmos dados anteriores<br />

Dado Md, dimensina-se a armadura: As=3,9 cm 2<br />

Solução 2:<br />

Tabela A3.2: 2 φ 16 (Ase= 4,02 cm2)<br />

Tabela A3.6: bsi = 5,5 cm < bsi,disp (cabem em uma camada)<br />

Conclusão: Ficou a favor da segurança, pois o dimensionamento foi<br />

feito com d=36cm e a altura útil real é d=36,2 cm.<br />

25<br />

Determinação do centróide das armaduras<br />

d ′ =<br />

n<br />

∑<br />

i=<br />

1<br />

n<br />

A<br />

∑<br />

i=<br />

1<br />

si<br />

A<br />

y<br />

si<br />

si<br />

26


D) Armadura em várias camadas<br />

centróide<br />

- Se yo<br />

≤ 0, 10h<br />

: é<br />

permitido considerar toda a<br />

armadura concentrada no<br />

centroide.<br />

y o<br />

Posição do centroide da armadura<br />

- Se yo<br />

> 0, 10h<br />

: não é<br />

permitido.<br />

h = altura da viga<br />

Se yo>0,10 h , as equações de dimensionamento desenvolvidas no<br />

primeiro bimestre não são válidas. Deve-se verificar a capacidade<br />

resistente da seção com a disposição correta das barras (PACON).<br />

27<br />

E) Armadura de pele<br />

h<br />

d<br />

L<br />

A sp<br />

N<br />

S<br />

Se h>60 cm:<br />

A sp<br />

=0,10% b w<br />

h em<br />

cada face lateral<br />

Não é necessário adotar uma<br />

armadura superior a 5 cm2/m.<br />

b w<br />

S menor que d/3 e 20cm<br />

F) Armadura construtiva<br />

φ>φ t<br />

A s<br />

φ t<br />

28


G) Estribos<br />

>5φ t<br />

R<br />

>5φ t<br />

R<br />

>10φ t<br />

R<br />

Ganchos dos estribos<br />

• Diâmetro dos estribos, φ t :<br />

• Espaçamento máximo, s max :<br />

⎧ 5 mm<br />

φ t ≤ ⎨ ; w<br />

⎩bw<br />

10<br />

smax<br />

= 0,6d<br />

≤ 30 cm, se τ wd 0, 67τ<br />

wu<br />

b = largura da viga.<br />

≤ ;<br />

smax<br />

= 0,3d<br />

≤ 20cm, se τ wd 0, 67τ<br />

wu<br />

d = altura útil da seção transversal.<br />

> ;<br />

Tabela A3.7: características geométricas dos estribos com ganchos retos nas<br />

extremidades.<br />

29<br />

8- Exemplo de cálculo<br />

4<br />

20<br />

480 cm<br />

20<br />

40<br />

36<br />

15kN/m<br />

5m<br />

20 cm<br />

4<br />

• concreto: fck<br />

= 20 MPa<br />

• armadura longitudinal: CA-50<br />

• estribos: aço CA-60<br />

30


V k<br />

+ +<br />

-<br />

M k<br />

=46,88 kNm<br />

V k<br />

=37,5 kN<br />

Esforços solicitantes de serviço<br />

A) Armadura longitudinal<br />

M k = 46,88kNm ; M d = 1 ,4M<br />

k = 65, 63<br />

kNm<br />

f 20<br />

fcd<br />

= ck = ≅ 14 MPa ; σ cd = 0,85<br />

fcd<br />

≅ 12<br />

1,4 1,4<br />

f 50<br />

σ cd = 1,2 kN/cm 2 ; yd = yk = = 43, 48<br />

1,15 1,15<br />

MPa<br />

f kN/cm 2 32<br />

31<br />

M 6563<br />

μ = d<br />

=<br />

⇒ μ =<br />

bd<br />

2<br />

σ 20x36<br />

2<br />

cd x1,2<br />

0,21<br />

; μ lim = 0, 2952<br />

μ < μ lim → armadura simples<br />

1−<br />

1−<br />

2μ<br />

σ cd<br />

ξ =<br />

= 0,298 ; As<br />

= 0 ,8ξbd<br />

⇒ As<br />

= 4, 74 cm 2<br />

0,8<br />

f<br />

0,15<br />

A s , min = ρminbh<br />

= x20x40<br />

= 1,20 cm 2<br />

100<br />

A > , adota-se A = 4, 74 cm 2<br />

s A s,min<br />

s<br />

Tabela A3.2: 4 barras de 12,5mm (área = 4,91cm 2 )<br />

Tabela A3.6: bsi, nec = 11, 8cm (necessário para colocar em uma camada)<br />

b si, disp = b w − 2( c nom + φ t ) = 20 − 2(2,5 + 0,5) = 14 cm<br />

b si, disp > bsi,<br />

nec OK! Solução: 4φ 12, 5<br />

yd


B) Cálculo dos estribos<br />

V k = 37,5 kN<br />

52,50<br />

τ =<br />

Vd<br />

wd = = 0,07 kN/cm 2<br />

bwd 20x36<br />

Vd<br />

= 1 ,4Vk<br />

= 52,5 kN<br />

→τ<br />

wd = 0,7 MPa<br />

τ wu = 0 ,27α v fcd<br />

= 3,5 MPa ; τ wd < τ wu ⇒ OK!<br />

τ ( )<br />

2 3<br />

0,09( 20) 2 3<br />

c = 0,09 ψ3 fck<br />

=<br />

= 0, 66 MPa<br />

τ d = 1 ,11( τ wd −τ<br />

c ) = 1,11( 0,7 − 0,66) = 0, 044 MPa<br />

τ<br />

0,044<br />

= 100<br />

d<br />

Asw bw = 100x20x<br />

= 0,20 cm 2 /m<br />

f yd<br />

435<br />

Asw, min = ρw,min 100 bw = 0,09x20<br />

= 1,8 c ρ w, min = 0,09%<br />

m 2 /m<br />

Como<br />

A sw < A sw, min , deve-se adotar Asw =1, 8<br />

cm 2 /m.<br />

33<br />

Área de estribos: A =1, 8 cm 2 /m.<br />

sw<br />

Tabela A3.3: estribos de 5 mm espaçados a cada 21 cm.<br />

Espaçamento máximo: = 0,6d<br />

≤ 30<br />

smax<br />

cm, pois τ wd 0, 67τ<br />

wu<br />

s max = 22 cm. Solução: 21<br />

≤ .<br />

23φ<br />

5c.<br />

cm<br />

34


C) Ancoragem nos apoios<br />

C1) Admitindo que as 4 barras de 12,5mm chegam aos apoios<br />

Ase<br />

= 4,91<br />

cm 2 (Armadura<br />

existente)<br />

Tabela A3.4: l b = 55 cm<br />

(zona de boa aderência)<br />

52,50<br />

, =<br />

Vd<br />

s cal = = 1,21<br />

f yd 43,48<br />

A cm 2<br />

Ancoragem reta:<br />

As,<br />

cal 1,21<br />

lb, nec = l b = 55x<br />

= 13,6<br />

Ase 4,91<br />

⎧0,3l b = 16,5 cm<br />

⎪<br />

lb, min ≥ ⎨ 10φ = 12,5 cm ⇒ l b,min<br />

= 16,5 cm<br />

⎪<br />

⎩ 10 cm<br />

Logo, deve-se adotar o<br />

comprimento mínimo de<br />

16,5 cm.<br />

cm<br />

Espaço disponível = largura do pilar –<br />

cobrimento = 20 – 2,5 = 17,5 cm.<br />

Logo, é possível fazer ancoragem reta. Pode-se adotar 17,5cm.<br />

35<br />

C2) Admitindo que apenas 2 barras de 12,5mm chegam aos apoios<br />

Ase<br />

= 2,45 cm 2 A s, cal = 1,21 cm 2<br />

(Armadura existente)<br />

As,<br />

cal 1,21<br />

lb, nec l b<br />

=<br />

Ase 2,45<br />

lb, nec > l b ,min = 16,<br />

Ancoragem reta: = = 55x<br />

27, 2 cm<br />

Como 5cm, deve-se adotar o valor calculado. Porém,<br />

não há espaço disponível.<br />

Ancoragem com<br />

As,<br />

cal 1,21<br />

lb, nec lb<br />

=<br />

Ase<br />

2,45<br />

gancho: = 0,7 = 0,7x55x<br />

19 cm<br />

Também não é possível, pois o comprimento disponível é de 17,5cm.<br />

36


C3) Admitindo que 3 barras de 12,5mm chegam aos apoios<br />

Ase<br />

= 3,68cm 2 As, cal = 1,21cm 2<br />

(Armadura existente)<br />

Ancoragem com<br />

As,<br />

cal 1,21<br />

gancho: l = 0,7 = 0,7x55x<br />

12, 7 cm<br />

lb,min<br />

⎧ R + 5,5φ<br />

≥ ⎨<br />

⎩ 6cm<br />

b, nec l b<br />

=<br />

Ase<br />

3,68<br />

lb, min =<br />

pode ser obtido na tabela A3.5: 10 cm.<br />

Logo, deve-se adotar 12,7cm (menor que o comprimento disponível).<br />

Solução: adotar o comprimento disponível de 17,5cm.<br />

Obs: a barra que foi cortada deve ser ancorada a partir do diagrama de<br />

momentos fletores deslocado de a l ≅ d = 36 cm.<br />

37<br />

D) Ancoragem da barra que será cortada<br />

l<br />

As,<br />

cal 4,74<br />

= lb<br />

= 55x<br />

A 4,91<br />

b, nec<br />

=<br />

se<br />

53<br />

cm<br />

x 1<br />

=125<br />

x 2<br />

=375 cm<br />

250<br />

al=36<br />

al=36<br />

a<br />

l b,nec<br />

=53<br />

b<br />

10φ=13<br />

L=250+2(36+13)=348cm<br />

38


E) Armadura negativa nos apoios de extremidade<br />

Empregando a alternativa indicada na Fig. YY<br />

A s =4,74 cm 2 (calculada para M d =65,63 kNm)<br />

A s,min =1,20 cm 2 (armadura mínima)<br />

Adotar o maior: 0,25A s =1,19 cm 2 ; 0,67A s,min =0,80cm 2<br />

Solução: 2 φ 10 (A s =1,57 cm 2 )<br />

Tabela A3.4: l b =63 cm (má aderência)<br />

0,15l+h=115 cm; l b +h=103 cm; Logo: a=115cm<br />

Armadura construtiva<br />

39<br />

F) Desenho de armação da viga<br />

Viga V1 - 20x40<br />

2φ6,3 - 260<br />

2φ10 - 145 2φ10 - 145<br />

15 132 132 15<br />

40<br />

23φ5 c.21<br />

20 480 20<br />

1φ12,5 - 348<br />

35<br />

20<br />

7<br />

7<br />

15 3φ12,5 - 539<br />

15<br />

515<br />

15<br />

23φ5 - L=110cm<br />

40


9- Exemplo: Viga contínua<br />

p k<br />

=20 kN/m<br />

50<br />

5m<br />

5m<br />

20 cm<br />

Carregamento de serviço e seção transversal<br />

Concreto: f = 20 MPa<br />

ck<br />

Armadura longitudinal: CA-50 ; Estribos: CA-60<br />

41<br />

A) Esforços solicitantes<br />

62,5<br />

3,75 m<br />

-<br />

DMF (kNm)<br />

+ 1,25 m +<br />

35,15<br />

1,88 m<br />

35,15<br />

37,5<br />

+<br />

-<br />

62,5<br />

+<br />

<strong>DE</strong>C (kN)<br />

-<br />

37,5<br />

62,5<br />

Reações (kN)<br />

37,5 125<br />

37,5<br />

42


B.1) Armadura longitudinal nos vãos<br />

20<br />

fcd<br />

= ≅ 14 MPa<br />

1,4<br />

cd = 0 ,85 fcd<br />

= 1,2<br />

50<br />

yd = = 43,48<br />

1,15<br />

lim = 0,2952<br />

σ kN/cm 2<br />

f kN/cm 2<br />

h=50<br />

μ b=20<br />

d'=4<br />

d=46<br />

M k = 35,15 kNm M d = 1 ,4x35,15<br />

= 49, 21<br />

M 4921<br />

= d<br />

μ < μ<br />

μ =<br />

= 0,097 lim ⇒<br />

bd<br />

2<br />

σ 20x46<br />

2<br />

cd x1,2<br />

ξ = 0,128 ; A s = 2, 6 cm 2 ; A s, min = 1, 5 cm 2 ; s = 2, 6<br />

Solução: 3 12,5 ⇒ A s = 3, 68<br />

kNm<br />

Armadura simples<br />

A cm 2<br />

φ cm 2 44<br />

43<br />

B.1) Armadura longitudinal no apoio interno<br />

M d = 1 ,4x62,5<br />

= 87,5 kNm ; s = 4, 83<br />

Solução: 4 φ 12,5 ⇒ A = 4, 91 cm 2<br />

C) Estribos<br />

s<br />

A cm 2<br />

Vd<br />

V k = 62,5 kN ; V d = 1 ,4x62,5<br />

= 87, 5 kN ; τ wd = = 0, 095kN/cm 2<br />

b d<br />

τ = 0,95MPa ; = 3, 5<br />

wd<br />

τ wu MPa ; wd wu<br />

w<br />

τ ≤ τ OK!<br />

τ = 0,66 MPa ; τ = 0, 32 MPa ; A = 1, 47 cm 2 /m<br />

c<br />

d<br />

A 1,8 cm 2 /m ; Logo: A = 1, 8 cm 2 /m<br />

sw, min =<br />

sw<br />

sw<br />

Solução: φ 5c. 21cm


D) Ancoragem<br />

2φ12,5<br />

2φ6,3 2φ6,3<br />

2φ12,5<br />

1φ12,5 1φ12,5<br />

2φ12,5 2φ12,5<br />

Regra para o escalonamento: preliminar<br />

45<br />

D.1) Armadura positiva<br />

x 1<br />

x 2<br />

2M/3<br />

B' B' a l<br />

B<br />

M=35,15kNm<br />

A<br />

lb,nec<br />

10φ<br />

Seções onde o momento<br />

fletor é<br />

kNm:<br />

2 M 3 = 23,43<br />

20x<br />

2<br />

37 ,5x<br />

− = 23,43<br />

2<br />

⎧ x =<br />

⇒<br />

1 0,79m<br />

⎨<br />

⎩x2<br />

= 2,96m<br />

x<br />

20kN/m<br />

Não compensa escalonar a<br />

barra em direção ao apoio<br />

de extremidade.<br />

37,5<br />

46


Ancoragem da armadura positiva no vão<br />

Zona de boa aderência; barra nervurada:<br />

f ( )<br />

2 3<br />

0,42( 14) 2 3<br />

bd = 0 ,42 fcd<br />

=<br />

= 2, 44 MPa ;<br />

φ f yd 1,25 434,8<br />

lb = = = 55cm<br />

4 fbd 4 2,44<br />

A s, cal = 2,6 cm 2 (obtida do dimensionamento para M k = 35, 15<br />

Ase<br />

= 3,68 cm 2 (área adotada: 3φ 12, 5 )<br />

As,<br />

cal 2,6<br />

lb, nec = lb = 55x<br />

= 39cm (Ancoragem reta)<br />

A se 3,68<br />

⎧0,3l b = 0,3x55<br />

= 16,5cm<br />

⎪<br />

lb, min ≥ ⎨ 10φ<br />

= 12,5cm<br />

⇒ l b ,min = 16, 5 cm<br />

⎪<br />

⎩ 10cm<br />

Como l b, nec > l b, min , adota-se lb, nec = 39 cm.<br />

kNm)<br />

47<br />

Ancoragem da armadura positiva no apoio de extremidade<br />

V k = 37,5 kN (cortante no apoio) ; Vd<br />

= 52, 5 kN<br />

A 52,5<br />

, =<br />

al Vd ≅<br />

Vd<br />

s cal<br />

= = 1,21<br />

d f yd f yd 43,.48<br />

cm 2<br />

Ase<br />

= 3,68 cm 2 (armadura que chega ao apoio: 3φ 12, 5 )<br />

Ancoragem com gancho<br />

A s , cal 1,21<br />

lb, nec = 0,7lb<br />

= 0,7x55x<br />

= 13cm<br />

A se<br />

3,68<br />

⎧ R + 5,5φ<br />

= 8φ<br />

= 10 cm<br />

l b ,min ≥ ⎨<br />

l<br />

⎩ 6cm<br />

Como l b, nec > l b, min , deve-se adotar lb, nec = 13<br />

cm ; b, min = 10 cm<br />

cm.<br />

48


l b,disp<br />

=17 cm<br />

17<br />

P1 P2 P3<br />

20 480 cm 20 480 cm 20<br />

Solução:<br />

ancoragem com gancho, adotando o<br />

l b, disp para facilitar a concretagem.<br />

49<br />

375 cm<br />

296 cm<br />

P1<br />

1φ12,5<br />

P2<br />

108 cm l b,nec<br />

=39 cm<br />

A<br />

2φ12,5<br />

a l<br />

B<br />

l b,nec<br />

10φ<br />

l b,nec<br />

a l<br />

=46 cm<br />

10φ dentro do pilar<br />

interno<br />

Ancoragem em apoio<br />

de extremidade<br />

50


1φ )<br />

Barra mais curta ( 12, 5<br />

Marcando lb, nec = 39 cm a partir do ponto A: não ultrapassa o ponto B em<br />

10 φ =13cm ⇒ prolongar 13 cm além do ponto B.<br />

L = 296 + 46 + 13 355cm<br />

L = L −10<br />

1 =<br />

(até o centro do pilar P1)<br />

2 1 = 345cm<br />

(até a face do pilar P1)<br />

2φ )<br />

l cm a partir do ponto B: não penetram 10 φ = 13<br />

Barras mais longas ( 12, 5<br />

Marcando b, nec = 39<br />

pilar interno P2 ⇒ introduzir 13 cm dentro do pilar P2.<br />

L2 = 480 + 13 = 493cm<br />

(até a face do pilar P1)<br />

cm no<br />

51<br />

P1<br />

15<br />

15<br />

17 345 cm<br />

1φ12,5 - 374<br />

362 cm<br />

493 cm<br />

2φ12,5 - 522<br />

510 cm<br />

P2<br />

Armaduras positivas<br />

52


D.2) Armadura negativa<br />

Zona de má aderência; barra nervurada:<br />

f<br />

( )<br />

2 3<br />

0,7 0,42( 14) 2 3<br />

bd = 0 ,7x0,42<br />

fcd = x = 1, 71MPa<br />

φ f yd 1,25 434,8<br />

l b = = = 79 cm<br />

4 f bd 4 1,71<br />

A s, cal = 4,83 cm 2 (obtida do dimensionamento para M k = 62, 5<br />

Ase<br />

= 4,91cm 2 (área adotada: 4φ 12, 5 )<br />

As,<br />

cal 4,83<br />

lb, nec = lb = 79x<br />

= 78<br />

A se 4,91<br />

cm (Ancoragem reta)<br />

kNm)<br />

⎧0,3lb<br />

= 0,3x79<br />

= 23,7 cm<br />

⎪<br />

lb, min ≥ ⎨ 10φ<br />

= 12,5cm<br />

⇒ lb,min<br />

= 23, 7<br />

⎪<br />

⎩ 10cm<br />

Como l b, nec > l b, min , adota-se lb, nec = 78 cm.<br />

cm<br />

53<br />

2φ12,5 - 374<br />

2φ12,5 - 248<br />

l b,nec<br />

l b,nec A A'<br />

l b,nec<br />

=78<br />

10φ<br />

10φ=13<br />

B 63 63 B'<br />

l b,nec<br />

M/2<br />

10φ<br />

a l<br />

=46<br />

a l<br />

10φ<br />

M/2<br />

C<br />

125 cm 125 cm<br />

C'<br />

Diagrama linearizado: simplificação a favor da segurança<br />

54


Viga V2 - 20x50<br />

2φ8 - 335<br />

2φ12,5 - 374<br />

187<br />

2φ8- 335<br />

10 2φ12,5 - 248<br />

10<br />

124<br />

50<br />

P1 23φ5 c. 21 P2 23φ5 c. 21 P3<br />

20 480 20 480 20<br />

20<br />

7<br />

7<br />

15<br />

15<br />

1φ12,5 - 374 1φ12,5 - 374 15<br />

45<br />

362<br />

362<br />

2φ12,5 - 522 15 15<br />

2φ12,5 - 522<br />

510<br />

46φ5 - L=130cm<br />

510<br />

Armação com escalonamento segundo a NBR-6118<br />

55<br />

10- Processo simplificado para escalonamento<br />

l b,nec<br />

a a<br />

l b,nec<br />

b<br />

b<br />

l b,nec<br />

ancoragem em apoio<br />

de extremidade<br />

c<br />

l b,nec<br />

b'<br />

l b,nec<br />

l b,nec<br />

c<br />

c'<br />

b'<br />

l b,nec<br />

d d<br />

l b,nec<br />

d'<br />

c'<br />

l b,nec<br />

l b,nec<br />

>10φ<br />

(dentro do<br />

pilar interno)<br />

a'<br />

a'<br />

56


Viga V2 - 20x50<br />

2φ8 - 275<br />

2φ12,5 - 498<br />

249<br />

2φ8 - 275<br />

10 2φ12,5 - 374<br />

10<br />

187<br />

50<br />

P1 23φ5 c. 21 P2 23φ5 c. 21 P3<br />

20 480 20 480 20<br />

20<br />

7<br />

7<br />

15<br />

1φ12,5 - 400 1φ12,5 - 400<br />

388<br />

388<br />

15<br />

45<br />

15<br />

2φ12,5 - 522<br />

510<br />

2φ12,5 - 522<br />

510<br />

15<br />

15<br />

46φ5 - L=130cm<br />

Armação com processo simplificado de escalonamento<br />

57<br />

Tabela 1 – Consumo de armadura longitudinal<br />

Escalonamento NBR-6118 Escalonamento simplificado<br />

Diâmetro L (m) Massa (kg) L (m) Massa (kg)<br />

8 13,4 5,3 11,0 4,3<br />

12,5 40,8 39,3 46,3 44,6<br />

44,6 (a) 48,9 (b)<br />

Relação: b/a = 1,10<br />

O processo simplificado resulta em um consumo adicional de até 10% na<br />

armadura longitudinal. Entretanto, esse processo é mais prático para o cálculo<br />

manual.<br />

58

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