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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