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UNIVERSIDADE DE UBERABA KARLA CRISTINA ALVES PROJETO ESTRUTURAL DE CONCRETO ARMADO PARA EDIFICAÇÃO RESIDENCIAL: LAJES, VIGAS E PILARES UBERLÂNDIA – MG 2020 KARLA CRISTINA ALVES PROJETO ESTRUTURAL DE CONCRETO ARMADO PARA EDIFICAÇÃO RESIDENCIAL: LAJES, VIGAS E PILARES S Trabalho apresentado à Universidade de Uberaba, como parte das exigências à conclusão do componente Projeto de Engenharia II, da 10ª etapa, do curso de Graduação em Engenharia Civil, da UNIUBE, Campus Uberlândia. Orientador: Prof. Me. Rodrigo Reis de Rezende Costa UBERLÂNDIA – MG 2020 PROJETO ESTRUTURAL DE CONCRETO ARMADO PARA EDIFICAÇÃO RESIDENCIAL: LAJES, VIGAS E PILARES Karla Cristina Alves kacrisa@yahoo.com.br Rodrigo Reis de Rezende Costa rodrigo.costa@uniube.br RESUMO O presente trabalho tem como objetivo projetar os elementos estruturais de concreto armado de uma edificação residencial. O lançamento, pré-dimensionamento das seções de concreto, cálculos dos quantitativos das barras de aço longitudinais e transversais com seus respectivos diâmetros e espaçamentos necessários para as instalações nas estruturas, a averiguação do Estado Limite de Serviço e o detalhamento de lajes, vigas e pilares fez com que o projetista se deparasse com um projeto completo de estruturas de concreto armado e, dessa forma, com a necessidade de correlacionar os parâmetros estabelecidos nas NBRs à prática. O projeto estrutural de concreto armado se faz imprescindível para garantir a qualidade, segurança e estabilidade das estruturas, a fim de impedir tanto possíveis falhas ou rupturas no concreto comprimido quanto deformações excessivas na armadura tracionada. Palavras-chave: Dimensionamento. Estrutura. Laje. Viga. Pilar. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 3 2 CONCRETO ARMADO E SEGURANÇA ............................................................................ 4 3 LAJES MACIÇAS .................................................................................................................. 5 4 VIGAS ................................................................................................................................... 13 5 PILARES ............................................................................................................................... 22 6 CONCLUSÕES ..................................................................................................................... 28 REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 29 3 1 INTRODUÇÃO As estruturas são responsáveis por darem sustentação à construção, têm a capacidade de resistirem às ações atuantes que produzem estados de tensão ou de deformações, transferindo as cargas (peso próprio, revestimentos e cargas acidentais) da construção para o solo como um sistema: as lajes descarregam as cargas nas vigas que descarregam nos pilares e estes nas fundações que as transferem para o solo. E é nesse sentido que o concreto armado se encaixa perfeitamente como elemento estrutural com a função de proporcionar resistência à maioria das solicitações, choques e vibrações, efeitos térmicos e desgastes mecânicos, além de ter outras vantagens como uma boa trabalhabilidade, durabilidade e facilidade de se encontrar mão de obra qualificada em todo o país. Para se iniciar uma construção, o projetista deve atentar-se à elaboração de um bom projeto que atenda às normas, exigências e recomendações relativas tanto ao planejamento quanto a execução, a fim de garantir segurança, estabilidade, qualidade, produtividade, redução de custos, durabilidade e desempenho. Pensando-se nisso, este trabalho tem por objetivo projetar os elementos estruturais de concreto armado de uma edificação residencial de 105,78 m2 com três quartos, sala, cozinha e banheiro, lançando, dimensionando e detalhando as lajes, vigas e pilares, tendo como embasamento teórico a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) Norma Brasileira (NBR) 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento, a ABNT NBR 6120:2019 – Ações para o cálculo de estruturas de edificações, ABNT NBR 8681:2003 – Ações e segurança nas estruturas – Procedimento, o livro Cálculo e Detalhamento de Estruturas Usuais de Concreto Armado: segundo a NBR 6118:2014 dos autores Roberto Chust Carvalho e Jasson Rodrigues de Figueiredo Filho de 2016. Inicialmente, a partir da montagem da planta baixa, será feita a concepção da estrutura de concreto armado com demonstração do lançamento das estruturas, apresentando a divisão das lajes a serem dimensionadas e a locação de vigas e pilares. Em seguida, após serem nomeadas e numeradas as lajes, vigas e pilares, será feito o pré-dimensionamento de todas as peças estruturais com os cálculos das cargas e esforços atuantes (momentos, cortantes e forças normais). Posteriormente ao dimensionamento das seções de concreto, serão feitos os cálculos das barras de aço longitudinais e estribos com seus respectivos diâmetros e espaçamentos necessários para as instalações nas estruturas. Em sequência, será conferido o Estado Limite de Serviço (ELS): Formação de Fissuras (ELS-F), Abertura de Fissuras (ELS-W) e Deformação excessiva (ELS-DEF). E, finalmente, será feito o detalhamento em escala 1:25 dos cortes e 1:50 de todas as peças estruturais com as indicações de posição, quantidade, diâmetro e comprimento 4 de todas as armaduras longitudinais e transversais (estribos), além das distâncias entre as camadas das armaduras. Além disso, todos os espaçamentos serão arredondados para baixo em caso de dimensionamento com decimais para facilitar à execução. Para tanto, as plantas arquitetônicas e estruturais serão elaboradas com o auxílio do software AutoCAD, os momentos das vigas serão adquiridos com a utilização do programa Ftool e para os cálculos das cargas, esforços e momentos serão desenvolvidas fórmulas no Excel e seus resultados serão expostos em tabelas neste trabalho. Considerando-se que o projeto estrutural em questão é de uma residência urbana e que, portanto, tenha um risco pequeno em relação a deterioração da estrutura, teve-se que aderir a Classe II (Agressividade Moderada) como Classe de Agressividade Ambiental (CAA) de acordo com a tabela 6.1 da ABNT NBR 6118:2014 e que, assim, foram atendidos os requisitos estabelecidos na tabela 7.1, quanto a resistência característica do concreto à compressão (fck) ser maior ou igual a 25 MPa, sendo adotada a classificação do concreto de 25 MPa (C25) e a resistência característica de escoamento do aço (fyk) de 50 kN/cm 2, classificado na categoria CA-50. O estádio de tensão, que determina o seu nível de deformação adotado, será o Estádio III1, o cobrimento nominal (cnom) que é a camada de concreto que protege a armadura será de 2,5 cm para as lajes e 3,0 cm para vigas e pilares, de acordo com a tabela 7.2 da ABNT NBR6118:2014, brita 1 de 19 mm e o diâmetro (∅) das barras de aço de 6,3 mm para as lajes e estribos das vigas e pilares e 10 mm para a armadura longitudinal de vigas e pilares. 2 CONCRETO ARMADO E SEGURANÇA O concreto armado (CA) é formado por concreto e aço. Aquele é obtido através da mistura de cimento, água, agregados miúdos e graúdos, em proporções adequadas aos diferentes usos na construção, proporções essas conhecidas na engenharia como traço (relação da quantidade de todos os materiais constituintes da mistura que forma o concreto). Esteé disposto em barras de aço, o qual é composto por uma liga metálica de ferro e carbono (de 0,03 a 2,04%), conferindo-lhe maior ductibilidade2, sendo elástico e moldável sem se romper até certa tensão de tração. O concreto garante alta resistência à compressão, enquanto o aço é resistente à tração. 1 Corresponde ao limite último (ações majoradas, resistências minoradas), para resistir sem chegar ao colapso. 2 A ductilidade é a propriedade que um material possui de deformação elástica, suportada até o momento de seu rompimento/fratura. Sendo considerado frágeis os materiais que pouco suportam o processo de ensaio de tração. 5 Essa combinação do concreto com armadura é eficaz, uma vez que trabalham juntos devido às forças de aderência entre a superfície do aço e o concreto, comportando-se, assim, como material estrutural, de tal modo que ambos resistam solidariamente aos esforços solicitantes. Para obter qualidade e segurança na confecção do projeto estrutural, execução e controle de obras e materiais é necessário ter um parâmetro. Essa padronização é listada nas NBRs garantidas pela ABNT, as quais definem os critérios e requisitos básicos que regem este projeto estrutural de CA como um todo. Além de dar um norte ao projetista, as NBRs propiciam um adequado comportamento estrutural dos elementos de CA, conferindo-lhe resistência e desempenho para suportar as cargas determinadas pelo projeto ao longo de sua vida útil e, consequentemente, evitando futuras fissuras, rupturas, falhas e incompatibilidades no processo de produção. O dimensionamento é imprescindível para garantir a segurança e estabilidade da estrutura, a fim de impedir tanto possíveis falhas ou rupturas do concreto comprimido quanto deformações excessivas da armadura tracionada, consequentes da não resistência às solicitações que a estrutura se submeteu durante sua execução e utilização. "Em outras palavras, a finalidade do cálculo estrutural é garantir, com segurança adequada, que a estrutura mantenha certas características que possibilitem a utilização satisfatória da construção, durante sua vida útil, para as finalidades às quais foi concebida." (CARVALHO; FIGUEIREDO FILHO, 2016, p. 46). Portanto, a partir do próximo capítulo, inicia-se a demonstração das etapas de todo o projeto estrutural de CA em estudo, incluindo-se o pré-dimensionamento de todas as peças estruturais com seus respectivos cálculos. 3 LAJES MACIÇAS Os elementos estruturais são peças com mais de uma dimensão que são arranjadas por um sistema estrutural. A laje é uma estrutura plana, usualmente planejada na forma de uma retângulo, sendo bem maior no plano horizontal em relação ao vertical, sendo sua espessura relativamente pequena sobre as demais dimensões. Neste trabalho, atear-se-á laje moldada no local, laje de CA denominada maciça, seguindo-se os critérios estabelecidos no item 13.2.4.1 pela NBR 6118:2014 que determina um limite mínimo de 7 cm para cobertura não em balanço. A partir da montagem da planta baixa arquitetônica (Figura 1), a residência em estudo foi dividida em quatro lajes maciças com altura 6 de 10 cm cada (L1, L2, L3 e L4); foi feita a numeração e o posicionamento das vigas (V1 a V15) e pilares (P1 a P12), conforme apresentado na Figura 2. Figura 1: Planta baixa arquitetônica da residência Fonte: Autora (2020) Figura 2: Divisão das lajes e posicionamento das vigas e pilares Fonte: Autora (2020) 7 Este tipo de laje distribui suas cargas em todas as vigas de contorno nas quais serão apoiadas. Pode ser armada em uma ou duas direções, isto é: Quando a relação entre o vão maior e o menor da laje é menor ou igual a dois, costuma-se considerar, para efeito de cálculo, que essa laje trabalha em duas direções; quando essa relação é maior que dois, a laje é considerada trabalhando em apenas uma direção (a de menor vão) e é armada apenas nessa direção (sem levar em conta armaduras construtivas ou mínimas exigidas). (CARVALHO; FIGUEIREDO FILHO, 2016, p. 320). A direção da armadura da laje (Eq. 1) é determinada pelo resultado do parâmetro 𝜆: λ = ℓ𝑦 ℓ𝑥 (1) ℓx = menor vão da laje; ℓy = maior vão da laje; 𝜆 > 2, a laje será calculada em 1 direção; 𝜆 ≤ 2, a laje será calculada em 2 direções. No entanto, para determinar a direção da laje é preciso encontrar os vãos efetivos ℓx e ℓy, efetuando-se o cálculo da Equação 2 disposta no item 14.6.2.4 da NBR 6118:2014: ℓef = ℓ + a1 + a (2) ℓ = é a distância entre as faces internas de dois apoios consecutivos; a1 e a2 = menor valor entre (t1ou2/2 e 0,3h), sendo t a seção menor da viga e h a altura da laje (cálculo de laje) ou t a seção menor do pilar e h a seção menor da viga (cálculo de viga). Através dos vãos efetivos foram obtidas as direções das quatro lajes, conforme os resultados apresentados na Tabela 1. Tabela 1: Determinação das direções das lajes laje ℓx (cm) ℓy (cm) 𝜆 direção L1 370,00 380,00 1,03 2 direções L2 320,00 735,00 2,30 1 direção L3 380,00 735,00 1,93 2 direções L4 320,00 370,00 1,16 2 direções Fonte: Autora (2020) Para o pré-dimensionamento das quatro lajes, inicialmente, calculou-se as cargas distribuídas uniformemente (Tabela 2) através da somatória do peso próprio da estrutura + regularização + cobertura + ação variável + peso próprio do reservatório de água (somente acrescido na carga da laje L3). As ações permanentes e variáveis devem estar de acordo com os valores característicos nominais mínimos estabelecidos na NBR 6120, levando-se em 8 consideração que para obter o cálculo do peso próprio da laje de CA, deve-se multiplicar a altura da laje em m2 que é de 0,1 pelo peso específico aparente (𝛶) do CA que é de 25 kN/m3; para obter o cálculo da regularização, deve-se multiplicar a espessura da regularização que é de 2 cm pelo 𝛶 da argamassa de cal, cimento e areia que é de 19 kN/m3; somar a cobertura da laje em telha colonial com 𝛶 de 0,85 kN/m2 e a ação variável3 para edifícios residenciais que é de 0,1 kN/m2. Dessa forma, foram obtidas as ações atuantes nas lajes, conforme os resultados apresentados na Tabela 2: Tabela 2: Determinação das cargas atuantes nas lajes laje h(cm) peso próprio laje CA (kN/m²) regularização (kN/m²): 0,02*19 cobertura (kN/m²) ação variável (kN/m²) peso próprio reservatório 2000L (kN/m²) Total característico (kN/m²) L1 10,00 2,50 0,38 0,85 0,10 0,00 3,83 L2 10,00 2,50 0,38 0,85 0,10 0,00 3,83 L3 10,00 2,50 0,38 0,85 0,10 0,63 4,46 L4 10,00 2,50 0,38 0,85 0,10 0,00 3,83 Fonte: Autora (2020) Após determinar as cargas atuantes na laje, calculou-se as reações de apoio e os momentos fletores. Para o cálculo das reações de apoio na laje foi preciso identificar o tipo de vinculação existente em cada laje a partir de seu bordo: livre, apoiado ou engastado. Todas as lajes da residência do projeto se encaixam no caso 3, tendo duas bordas engastadas e duas apoiadas, situação que ocorre onde há continuidade entre duas lajes vizinhas. Para se encontrar as reações de apoio e momentos fletores da laje armada em uma direção, L2, deve-se utilizar as seguintes equações (Figura 3), considerando-se a laje como uma viga que está apoiada de um lado e engastada do outro. Figura 3: Reações de apoio e Momentos Fonte: Cálculo de apoio e flecha adaptada pela autora4 p = carga uniforme da laje em kN/m2; ℓx = menor vão em m; 3 Para o cálculo da ação variável atuante nas lajes, foi considerado o valor característico nominal da carga variável como forros acessíveis apenas para manutenção e sem estoque de materiais em edifícios residenciais, que constana tabela 10 da NBR 6120, anteriormente à revisão da norma. 4 Disponível em: <https://www.slideshare.net/RafaelVieiraCorreia/calculo-de-apoio-e-flecha-103992337>. Acesso em 13 abril 2020 1) A=(3/8)pℓx 4) M+máx = (pℓx 2)/14,22 2) B=(5/8)pℓx 5) M-máx = (pℓx 2)/8 3) A,B maior vão = 0,15pℓx https://www.slideshare.net/RafaelVieiraCorreia/calculo-de-apoio-e-flecha-103992337 9 A direção principal é a menor dimensão da laje. Já que o menor vão da L2 está entre os apoios V10 e V13 e V11 e V14, as equações (Figura 3) utilizadas para calcular as reações de apoio são as de número: 1) para as vigas de borda engastada V10 e V11, 2) para a vigas de borda apoiada V13 e V14; já para as vigas paralelas (maior vão da L2) à direção principal, a equação (Figura 3) utilizada para calcular as reações de apoio é a de número: 3) para as vigas V2 e V4. Como a L2 é em apenas uma direção, os momentos máximos são calculados pelas equações (Figura 3) de números: 4) para o momento máximo positivo e 5) para o momento máximo negativo. Para as lajes calculadas em 2 direções (L1, L3 e L4), foi utilizada a teoria das placas. Os valores dos momentos fletores (Eq. 3) na direção do vão ℓx e ℓy e reações de apoio (Eq. 4) foram baseados pelo emprego dos coeficientes adimensionais tabelados (µx , µ'x, µy , µ'y e vx , v'x, vy, v'y), a partir do resultado do parâmetro 𝜆 e da laje do tipo 3 com carga uniformemente distribuída, obtendo-se as soluções expressas na Tabela 3: 𝑀 = μ = pℓ𝑥 2 10 𝑉 = ν = pℓ𝑥 10 (3) (4) Tabela 3: Reações de apoio e momentos fletores L1 L3 L4 L2 p (kN/m²) 3,83 4,46 3,83 p (kN/m²) 3,83 ℓx (m) 3,70 3,20 3,20 ℓx (m) 3,20 𝜆 usado 1,05 1,95 1,20 𝜆 usado 1,05 Vx (kN/m) 3,22 5,46 3,10 V2 (kN/m) 1,84 V'x (kN/m) 4,70 7,98 4,53 V4 (kN/m) 1,84 Vy (kN/m) 3,08 3,68 2,66 V10 V11(kN/m) 4,60 V'y (kN/m) 4,49 5,37 3,89 V13 V14(kN/m) 7,66 Mx (kN.m) 1,67 3,63 1,43 M+ máx (kN.m) 2,76 M'x (kN.m) 4,13 7,59 3,41 M-máx (kN.m) 4,90 My (kN.m) 1,40 1,05 1,03 M'y (kN.m) 3,86 5,27 2,99 Fonte: Autora (2020) Antes do dimensionamento da armadura, foi preciso fazer a compatibilização dos momentos fletores atuantes em duas lajes, utilizando-se as equações 5,6 e 7, conforme obteve- se os resultados do projeto (Tabela 4): 𝑀𝑐 − ≥ { 0,8. 𝑀𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 (1𝑜𝑢2) − 𝑀1 − +𝑀2 − 2 (5) 𝑀𝑐 1 + = 𝑀1 + ( 𝑀1 −− 𝑀𝑐 − 2 ) ≥ 𝑀1 𝑜𝑢 𝑀𝑐 1 + = 𝑀1 (6) 𝑀𝑐 2 + = 𝑀2 + ( 𝑀2 −− 𝑀𝑐 − 2 ) ≥ 𝑀2 𝑜𝑢 𝑀𝑐 2 + = 𝑀2 (7) 10 𝑀𝑐 − = Maior momento negativo de compatibilização obtido no engaste das lajes; 𝑀𝑐 1 += Maior momento positivo corrigido da primeira laje; 𝑀𝑐 2 += Maior momento positivo corrigido da segunda laje. Tabela 4: Compatibilização dos momentos fletores e seus respectivos resultados L1 e L3 L1 e L2 L3 e L4 L3 e L2 Mc- (kN/m) 4,22 3,92 6,07 6,07 Mc- (kN/m) 4,70 4,38 5,50 6,24 Mc- (>) (kN/m) 4,70 4,38 6,07 6,24 Mc1 (+) (kN/m) 1,39 1,14 4,38 4,30 Mc1 (>) (kN/m) 1,67 1,40 4,38 4,30 Mc2 (+) (kN/m) 1,34 3,02 0,10 2,09 Mc2 (>) (kN/m) 1,34 3,02 1,43 2,76 Resultados L1 e L3 L1 e L2 L3 e L4 L3 e L2 Mc- (>) (kN/m) 4,70 4,38 6,07 6,24 Mc1 (>) (kN/m) 1,67 1,40 4,38 4,30 Mc2 (>) (kN/m) 1,34 3,02 1,43 2,76 Fonte: Autora (2020) Para os cálculos dos quantitativos das barras de aço com seus respectivos diâmetros e espaçamentos necessários para as instalações nas estruturas, considerou-se o 𝑐𝑛𝑜𝑚 de 2,5 cm, a largura (𝑏𝑤) de 100 cm, o ∅ adotado da armadura de flexão de 6,3 mm (menor do que o ∅ máximo permitido h/8); a armadura longitudinal mínima de 1,5 cm2/m (0,0015. 𝑏w. h) e a máxima de 40 cm2/m (0,04. 𝑏w. h); o espaçamento máximo da armadura principal de 20 cm (Eq. 8) e o mínimo de 2,28 cm (Eq. 9) e a área de aço mínima da armadura secundária de 0,90 cm2/m (Eq. 10), determinados pela NBR 6118:2014: 𝑆𝑚á𝑥 ≥ { 20 2. ℎ 𝑐𝑚 𝑆𝑚í𝑛 ≥ { 2 ∅ 1,2. 𝑑𝑚á𝑥.𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 cm2/m 𝐴𝑠𝑚í𝑛 𝑠𝑒𝑐. ≥ { 0,9 0,2. 𝐴𝑠 0,5.0,0015. bw. ℎ cm2/m (8) (9) (10) Em seguida, calculou-se o coeficiente Kc (Eq. 11), correlacionou-se o valor de Kc com βx tabelado, encontrando-se o coeficiente Ks tabelado. Posteriormente, determinou-se a área de aço (Eq. 12) e estabeleceu-se a correspondência entre o diâmetro da armadura e a área de aço (As) adotada em cm2/m, considerando-se que a As segue as exigências da NBR 6118:2014 quanto à Asmínima e Asmáxima, conforme os resultados, quantitativos de barras, os diâmetros e seus respectivos espaçamentos apresentados na Tabela 5: 𝐾𝑐 = bw.𝑑2 𝑀𝑑 𝐴𝑆 = 𝐾𝑆.𝑀𝑑 𝑑 (11) (12) 11 Tabela 5: Área de aço, número de barras, diâmetros e seus respectivos espaçamentos P/ Mx L1 L3 L4 Kc 22,05 8,41 25,76 βx (tabela) 0,03 0,08 0,03 Ks (CA-50)tab. 0,023 0,024 0,023 As calc. (cm2/m) 0,750 0,655 1,965 As adot. (cm2/m) 1,500 1,500 1,965 nº barras 19 19 21 ꬾ 6,3 c/ 20,0 ꬾ 6,3 c/ 20,0 ꬾ 6,3 c/ 15,5 P/ Mx' L1 L3 L4 Kc 7,84 5,91 6,08 βx (tabela) 0,10 0,14 0,14 Ks (CA-50)tab. 0,024 0,024 0,024 As calc. (cm2/m) 2,198 2,049 2,838 As adot. (cm2/m) 2,198 2,049 2,838 nº barras 26 25 30 ꬾ 6,3 c/ 14,0 ꬾ 6,3 c/ 15,0 ꬾ 6,3 c/ 10,5 P/ My' L1 L3 L4 Kc 8,42 7,84 6,08 βx (tabela) 0,10 0,10 0,14 Ks (CA-50)tab. 0,024 0,024 0,024 As calc. (cm2/m) 2,198 2,049 2,838 AS adot. (cm2/m) 2,198 2,049 2,838 nº barras 27 49 35 ꬾ 6,3 c/ 14,0 ꬾ 6,3 c/ 15,0 ꬾ 6,3 c/ 10,5 P/ My L1 L3 L4 Kc 21,92 7,00 21,44 βx (tabela) 0,03 0,12 0,03 Ks (CA-50)tab. 0,023 0,024 0,023 As calc. (cm2/m) 0,822 0,718 2,154 As adot. (cm2/m) 1,500 1,500 2,154 nº barras 25 46 26 ꬾ 6,3 c/ 20,0 ꬾ 6,3 c/ 20,0 ꬾ 6,3 c/ 14,0 P/ M+ máx. L2 Kc 12,21 βx (tabela) 0,06 Ks (CA-25)tab. 0,024 AS calc. (cm2/m) 0,000 AS adot. (cm2/m) 1,500 nº barras 16 ꬾ 6,3 c/ 20,0 P/ M- máx. L2 Kc 5,91 βx (tabela) 0,14 Ks (CA-25)tab. 0,024 AS (cm2/m) 2,049 AS adot. (cm2/m) 2,049 nº barras 21 ꬾ 6,3 c/ 15,0 Fonte: Autora (2020) Após o dimensionamento das lajes, calculadas no Estado Limite Último (ELU), verificou-se o Estado Limite de Serviço (ELS) que, diferentemente do ELU5, é relacionado ao conforto, aparência, durabilidade e funcionalidade, visto que tais verificações são critérios de segurança estabelecidos pela ABNT NBR 6118:2014 para estruturas de concreto. Os estádios do ELS-F e ELS-DEF são definidos pelo Estádio I e Estádio II (Eq. 13), através do momento de fissuração (𝑀𝑟) e momento fletor relativo à combinação rara de serviço na seção crítica do vão considerado (𝑀𝑑,𝑟𝑎𝑟𝑎): 𝑀𝑟 = 𝛼. 𝑓𝑐𝑡. 𝐼𝑐 𝑦𝑡 = 1,5. 0,7.0,3. 𝑓𝑐𝑘 2 3. 𝑏𝑤 . h 3 12 ℎ 2 ≥ 𝑀𝑑,𝑟𝑎𝑟𝑎 = 𝑀𝑑(𝑘𝑛. 𝑐𝑚) → 𝐸𝑠𝑡á𝑑𝑖𝑜 𝐼 ( 𝐼𝑐), 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟á𝑟𝑖𝑜 𝑀𝑟 < 𝑀𝑑,𝑟𝑎𝑟𝑎 → 𝐸𝑠𝑡á𝑑𝑖𝑜 𝐼𝐼 (𝐼𝑒𝑞) (13) 5 O ELU está relacionado ao colapso (esgotamento da capacidade de resistência e risco à segurança). 12 𝛼 = 1,5 para seções retangulares; 𝑓𝑐𝑡 = resistência à tração direta do concreto; 𝐼𝑐 = momento de inércia da seção bruta: 𝐼𝑐 = 𝑏.ℎ3 12 ; 𝑦𝑡 = distância do centro de gravidade da seção á fibra mais tracionada: 𝑦𝑡 = ℎ 2 ; 𝐼𝑒𝑞= momento de inércia equivalente: 𝐼𝑒𝑞 = ( 𝑀𝑟 𝑀𝑑,𝑟𝑎𝑟𝑎 ) . 𝐼𝑐 + [1 − ( 𝑀𝑟 𝑀𝑑,𝑟𝑎𝑟𝑎 ) 3 ] . 𝐼2 ; 𝐼2 = momento de inércia da seção fissurada. Para verificação das flechas (deslocamento máximo) das lajes apoiadas-engastadas, consideram-se as ações atuantes por combinação quase permanente(𝐹𝑑 = ∑ 𝑓𝑔𝑘 + ∑ 𝜓2 ∗ 𝑓𝑞𝑘, sendo o fator de redução 𝜓2=0,3) e as flechas: imediata 𝑎𝑖 (deslocamento inicial), diferida 𝑎𝑓 (a partir do deslocamento inicial) e total 𝑎𝑡 (soma das flechas imediata e diferida, com deslocamento limitado 𝑎𝑙𝑖𝑚 pela NBR 6118:2014), conferidas pelas Equações 14,15,16 e 17 para as lajes L1, L3 e L4 e para a L2 foi utilizada a equação da elástica 𝑎𝑖 = 3𝑝ℓ4 554 . 𝐸. 𝐼: 𝑎𝑖 = α.𝑏𝑤 .p.ℓ𝑥 4 100.12.𝐸𝑐𝑠.𝐼𝑐 𝑎𝑓 = 𝑎𝑖. α𝑓 𝑎𝑡 = 𝑎𝑖 + α𝑓 𝑎𝑙𝑖𝑚 = ℓ𝑥 500 (14) (15) (16) (17) α = coeficiente tabelado de acordo com o λ em Flechas em Lajes com Carga uniforme; p = combinação de cargas quase permanente; 𝐸𝑐𝑠 = módulo de elasticidade:𝐸𝑐𝑠 = α𝑖 . 𝐸𝑐𝑖; sendo α𝑖 = 0,8 + 0,2. ( 𝑓𝑐𝑘 80 ) ≤ 1 e 𝐸𝑐𝑖 = 1,2.5600. √𝑓𝑐𝑘 , ambos com 𝑓𝑐𝑘em MPa; 𝐼𝑐 = momento de inércia; α𝑓= fator: α𝑓 = ∆Ę 1+50𝜌′ ; ∆Ę = Ę(𝑡) − Ę(𝑡0) → Ę(𝑡) = 2 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡 > 70 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠; 𝜌 ′ = 𝐴𝑠′ 𝑏𝑑 = 0 ; As análises feitas do ELS-F e ELS-DEF nas lajes em estudo (Tabela 6), demonstraram que, com o dimensionamento realizado, não ocorrerão fissuras e que as possíveis flechas estarão dentro dos limites estabelecidos pela norma, uma vez que 𝑎𝑙𝑖𝑚 não ultrapassou o valor de 𝑎𝑡, não atingindo o ELS-DEF. 13 Tabela 6: Resultados dos ELS-F, ELS-DEF e flechas Momento de fissuração ELS-F L1 L3 L4 L2 Fck (Mpa) 25 25 25 25 Fct (kN.cm2) 0,18 0,18 0,18 0,18 Ic (cm4) 8333,33 8333,33 8333,33 8333,33 Mr (kN.cm) 448,87 448,87 448,87 448,87 Md,rara (kN.cm) 167,26 438,45 143,15 301,89 Estádio I ou II I (sem fissura) I (sem fissura) I (sem fissura) I (sem fissura) Deformação excessiva ELS-DEF L1 L3 L4 L2 Fck (Mpa) 25 25 25 25 Fct (kN.cm2) 0,26 0,26 0,26 0,26 Ic (cm4) 8333,33 8333,33 8333,33 8333,33 Mr (kN.cm) 641,24 641,24 641,24 641,24 Md,rara (kN.cm) 167,26 438,45 143,15 301,89 Estádio I ou II I I I I Flechas ELS-DEF L1 L3 L4 L2 P quase perm 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 αi 0,86 0,86 0,86 0,86 Eci (Mpa) 33600,00 33600,00 33600,00 33600,00 Ecs (Mpa) 2898,00 2898,00 2898,00 2898,00 αf 1,32 1,32 1,32 1,32 α 2,72 5,41 3,40 - Flec. Imediata: ai (cm) 0,07 0,17 0,05 0,0001 Flec. Diferida: af (cm) 0,09 0,23 0,06 0,0001 Flecha total: at (cm) 0,15 0,40 0,11 0,0002 a lim (cm) 0,74 0,76 0,64 0,64 Não atinge ELS-DEF Não atinge ELS-DEF Não atinge ELS-DEF Não atinge ELS-DEF Fonte: Autora (2020) 4 VIGAS Vigas são elementos estruturais lineares feitas, no projeto em estudo, de concreto armado com comprimento longitudinal superior em pelo menos três vezes a sua seção transversal. Considerando que as vigas são apoios na direção vertical das lajes e os pilares são apoios para as vigas, estas devem ser dimensionadas para resistirem à flexão6, uma vez que suportam todas as cargas advindas do seu peso próprio e as descarregadas na laje. Conforme ABNT NBR 6118:2014, as vigas foram dimensionadas com 𝑐𝑛𝑜𝑚 de 3 cm, 6 É uma solicitação em um elemento estrutural alongado em direção perpendicular ao seu eixo longitudinal. 14 𝑓𝑦𝑘 de 50 kN/cm 2, o ∅t das barras de aço de 6,3 mm para os estribos (5mm ≤ ∅𝑡 ≤ 𝑏𝑤 10 ) e ∅ de 10 mm para a armadura longitudinal (10mm ≤ ∅ ≤ 𝑏𝑤 8 ). Inicialmente as vigas foram pré- dimensionadas (Tabela 7) com a altura (h) calculada, sendo 10% do vão interno com variações nas médias entre os vãos contínuos, considerando-se h adotado com arredondamento para 40 cm para todas as vigas e a base (𝑏𝑤) de 14 cm. Os vão efetivos foram encontrados pela Equação 2 já descrita no capítulo Laje maciça. Tabela 7: Pré-dimensionamento das vigas Viga 𝓵ef (cm) 𝐛𝐰 (cm) h calc (cm) h média (cm) h adotado (cm) V1 368,40 14,00 36,00 33,00 40,00 V2 308,40 14,00 30,00 40,00 V3 368,40 14,00 36,00 36,00 40,00 V4 308,40 14,00 30,00 30,00 40,00 V5 368,40 14,00 36,00 33,00 40,00 V6 308,40 14,00 30,00 40,00 V7 358,40 14,00 35,00 35,50 40,00 V8 365,90 14,00 35,75 40,00 V9 365,90 14,00 35,75 40,00 V10 358,40 14,00 35,00 35,50 40,00 V11 365,90 14,00 35,75 40,00 V12 365,90 14,00 35,75 40,00 V13 365,90 14,00 35,75 35,50 40,00 V14 365,90 14,00 35,75 40,00 V15 358,40 14,00 35,00 40,00 Fonte: Autora (2020) Em seguida, foram feitos os cálculos das armaduras positivas (Tabela 8) e negativas (Tabela 9) longitudinais. Para tanto, determinou-se: as cargas das vigas (p = 𝑏𝑤*h* 𝛶CA + reações de apoio vx , v'x, vy, v'y); os momentos fletores característicos positivos e negativos pelo Ftool, os quais foram majorados, multiplicando-se pelo fator de segurança; os valores de 𝑑 e 𝑑′; Kc e As (Eq. 11 e 12); Ks e βx (segundo Bastos, 2017); número de barras calculado (Eq. 20) e adotado; 𝑏𝑤 mínimo (Eq. 22); a área mínima de aço (Asmín) de 0,84 cm 2 (0,0015. 𝑏𝑤.h), a As máxima de 22,4 cm2 (0,04. 𝑏𝑤.h); e As adotado (Eq.21); o espaçamento mínimo da armadura longitudinal na direção vertical (𝑆𝑣,𝑚í𝑛 ) de 2 cm e horizontal (𝑆ℎ,𝑚í𝑛) de 2,28 cm (Eq. 18 e 19), determinados pela ABNT NBR 6118:2014: 𝑆𝑣,𝑚í𝑛 ≥ { 2 ∅ 0,5. 𝑑𝑚á𝑥.𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 cm 𝑆ℎ,𝑚í𝑛 ≥ { 2 ∅ 1,2. 𝑑𝑚á𝑥.𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 cm (18) (19) 15 𝑛°𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 = 𝐴𝑠 π.∅2 4 Asadot = 𝑛º𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑎𝑑𝑜𝑡 𝜋𝑑2 4 { > Asmín < Asmáx (20) (21) 𝑏𝑤,𝑚í𝑛 = 2. 𝑐𝑛𝑜𝑚 + 2. ∅t + 𝑛º𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠. ∅ + (𝑛º𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 − 1). Shmín (22) Tabela 8: Dimensionamento das armaduras positivas longitudinais das vigas Viga p (kN/m) Mk+ (kN.m) Md+ (Mk*1,4) (kN.m) Kc (cm2/kN) Ks (tab) (cm2/kN) βx (tab) As,calc (cm2) n°barras calc n°barras adotado V1 4,62 3,60 5,04 35,74 0,023 0,04 0,32 0,41 2 V2 3,24 1,40 1,96 91,90 0,023 0,02 0,13 0,16 2 V3 11,48 10,10 14,14 12,74 0,024 0,12 0,95 1,20 2 V4 7,12 6,20 8,68 20,75 0,023 0,04 0,56 0,71 2 V5 5,08 3,90 5,46 32,99 0,023 0,04 0,35 0,45 2 V6 4,06 1,80 2,52 71,48 0,023 0,02 0,16 0,21 2 V7 4,48 2,90 4,06 44,37 0,023 0,04 0,26 0,33 2 V8 6,86 3,90 5,46 32,99 0,024 0,06 0,37 0,47 2 V9 6,86 4,90 6,86 26,26 0,024 0,06 0,46 0,58 2 V10 10,49 6,90 9,66 18,65 0,024 0,10 0,65 0,82 2 V11 13,98 7,80 10,92 16,50 0,025 0,16 0,76 0,97 2 V12 13,92 10,00 14,00 12,87 0,024 0,14 0,94 1,19 2 V13 9,06 6,20 8,68 20,75 0,024 0,10 0,58 0,74 2 V14 9,06 5,30 7,42 24,28 0,024 0,10 0,50 0,63 2 V15 4,50 2,80 3,92 45,95 0,023 0,04 0,25 0,32 2 Viga 𝐛𝐰, 𝒎í𝒏 As,min (cm2) As,tração (cm2) As,adot (cm2) As,máx (cm2) Disposição (longitudinal) V1 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V2 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V3 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V4 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V5 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V6 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V7 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V8 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V9 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V10 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V11 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V12 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V13 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V14 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V15 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm Fonte: Autora (2020) Tabela 9: Dimensionamento das armaduras negativas longitudinais das vigas Viga p (kN/m) Mk- (kN.m) Md- (Mk*1,4) (kN.m) Kc (cm2/kN) Ks (tab) (cm2/kN) βx (tab) As,calc (cm2) n°barras calc n°barras adotado V1 4,62 5,50 7,70 23,39 0,023 0,02 0,494 0,63 2 V2 3,24 5,50 7,70 23,39 0,023 0,02 0,494 0,63 2 V3 11,48 9,40 13,16 13,69 0,024 0,14 0,881 1,12 2 V4 7,12 5,80 8,12 22,18 0,024 0,06 0,543 0,69 2 16 Tabela 9: Continuação Viga p (kN/m) Mk- (kN.m) Md- (Mk*1,4) (kN.m) Kc (cm2/kN) Ks (tab) (cm2/kN) βx (tab) As,calc (cm2) n°barras calc n°barras adotado V5 5,08 6,10 8,54 21,09 0,024 0,06 0,571 0,73 2 V6 4,06 6,10 8,54 21,09 0,0230,04 0,548 0,70 2 V7 4,48 7,00 9,80 18,38 0,023 0,04 0,628 0,80 2 V8 6,86 8,90 12,46 14,46 0,024 0,08 0,834 1,06 2 V9 6,86 8,90 12,46 14,46 0,024 0,08 0,834 1,06 2 V10 10,49 14,80 20,72 8,69 0,024 0,12 1,386 1,77 2 V11 13,98 17,90 25,06 7,19 0,025 0,16 1,747 2,22 3 V12 13,92 17,90 25,06 7,19 0,025 0,16 1,747 2,22 3 V13 9,06 11,40 15,96 11,29 0,024 0,10 1,068 1,36 2 V14 9,06 8,90 12,46 14,46 0,024 0,10 0,834 1,06 2 V15 4,50 8,90 12,46 14,46 0,023 0,04 0,799 1,02 2 Viga 𝐛𝐰, 𝒎í𝒏 As,min (cm2) As,comp (cm2) As,adot (cm2) As,máx (cm2) Disposição (longitudinal) V1 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V2 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V3 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V4 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V5 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V6 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V7 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V8 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V9 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V10 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V11 13,26 0,84 2,36 2,36 22,4 3 ϕ 10mm V12 13,26 0,84 2,36 2,36 22,4 3 ϕ 10mm V13 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V14 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm V15 11,26 0,84 1,57 1,57 22,4 2 ϕ 10mm Fonte: Autora (2020) Para o cálculo da armadura transversal foi utilizado o modelo de cálculo I, apresentado no item 17.4.2.2 da ABNT NBR 6118:2014. Primeiramente, foi feita a verificação da biela de compressão, calculando-se a força cortante resistente de cálculo (Eq. 23) das diagonais comprimidas de concreto, a parcela de força cortante (Eq. 24) e o cortante mínimo (Eq. 25): (VRd2 = 0,27. αV2. fcd . 𝑏𝑤 . d) > (Vsd = 1.4. 𝑝.𝓵𝐞𝐟 𝟐 ) > Vsd,mín = Vc0 + Vsw,mín (23) Vc0 = 0,6. fctd . 𝑏𝑤 . d (24) Vsw,mín = ρ𝑠𝑤,𝑚í𝑛. 𝑏𝑤. 0,9. 𝑑. 𝑓𝑦𝑑 (25) Sendo: α𝑣2 = 1 − fck 250 com fck em MPa; 17 fctd = 0,7∗0,3∗fck 2 3 𝛶𝑐 ; ρ𝑠𝑤,𝑚í𝑛 = 0,2.0,3.fck 2 3 𝑓𝑦𝑤𝑘 com 𝑓𝑦𝑤𝑘 limitada ao valor 𝑓𝑦𝑘 E a área de aço necessária (Eq. 26) em cm2/m, correlacionando-a com o diâmetro do estribo, que resultou no espaçamento tabelado (S tab.), conforme Tabela 10: A𝑠𝑤 = Vsd− Vc0 0,9.𝑑.𝑓𝑦𝑤𝑘 .100 𝑛º𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑜 (26) Tabela 10: Verificação da biela e cálculo da área de aço necessária Viga Vrd2 (kN) Vsd (kN) Vrd2>Vsd Vc0 (kN) Vsw mín (kN) Vsd mín (kN) Asw (ramo) (cm2/m) S tab (cm) V1 217,91 11,91 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V2 217,91 6,99 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V3 217,91 29,60 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V4 217,91 15,38 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V5 217,91 13,09 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V6 217,91 8,76 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V7 217,91 11,23 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V8 217,91 17,56 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V9 217,91 17,56 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V10 217,91 26,31 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V11 217,91 35,80 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V12 217,91 35,65 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V13 217,91 23,21 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V14 217,91 23,21 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 V15 217,91 11,29 ok 38,64 20,16 58,80 0,72 33,00 Fonte: Autora (2020) O espaçamento máximo entre os estribos foi de 21,52 cm (Eq. 27) e o mínimo de 4 cm (Eq. 28); o espaçamento máximo entre ramos verticais foi de 21,52 cm (Eq. 29), sendo adotado 6,74 cm (𝑏𝑤 − 2. 𝑐𝑛𝑜𝑚 − 2. ∅𝑡), conforme resultados na tabela 11, determinados pelo item 18.3.3.2 da NBR 6118:2014: 𝑆𝑚á𝑥 { 0,6. d ≤ 30cm se Vsd ≤ 0,67. VRd2 0,3. d ≤ 20cm se Vsd ≥ 0,67. VRd2 𝑐𝑚 𝑆𝑚í𝑛{∅𝑣𝑖𝑏𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑙ℎ𝑎 + 1 cm (27) (28) 𝑆𝑡𝑚á𝑥 { d ≤ 80cm se Vsd ≤ 0,2. VRd2 0,6. d ≤ 35cm se Vsd > 0,2. VRd2 𝑐𝑚 (29) 18 Tabela 11: Espaçamentos e disposição dos estribos Vsd/Vrd2 Smáx ∅t (cm) Smín ∅t (cm) S adot (cm) Stmáx (cm) Stadot (cm) Disposição dos estribos 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 0,27 21,52 4,00 21,52 21,52 6,74 ϕ 6,3mm c/ 21,52 Fonte: Autora (2020) A ancoragem das armaduras das vigas garante a resistência das bielas diagonais comprimidas submetidas ao esforço cortante. No projeto, a ancoragem deu-se por aderência, segundo o item 9.4.1.1 da NBR 6118:2014. Como as nervuras na barra aumentam significativamente a resistência de aderência, as barras de aço empregadas foram as nervuradas (parâmetro de rugosidade ɳ1=2,25), posicionadas em zonas de boa e má aderência durante a concretagem (para h<60cm, ɳ2=1,0 para boa aderência ocasionada por barra tracionada e ɳ2=0,7 para má aderência ocasionada por barra comprimida), com parâmetro que considera o diâmetro da barra (ɳ3=1,0 para ∅ < 3,2 cm), barras com gancho de 90º (𝛼1 = 0,7 para c𝑛𝑜𝑚 ≥ 3∅) e diâmetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de tração de 5 cm, de acordo com a Tabela 9.1 da ABNT NBR 6118:2014. O comprimento de ancoragem de uma barra de aço com gancho 90º necessário (Tabela 12) para ancorar a força-limite Asfyd com resistência de aderência uniforme e igual a fbd é determinado pelo item 9.4.2.4 da NBR 6118:2014 (Eq. 30): ℓ𝑏,𝑛𝑒𝑐 = 𝛼. ℓ𝑏 . 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙𝑐 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡 ≥ ℓ𝑏,𝑚í𝑛 ≥ { 0,3. ℓ𝑏 10∅ 10 𝑐𝑚 (30) Sendo: ℓ𝑏=comprimento de ancoragem básico: ℓ𝑏 = ∅ 4 . 𝑓𝑦𝑑 𝑓𝑏𝑑 ≥ 25∅; 𝑓𝑏𝑑= resistência de aderência: 𝑓𝑏𝑑 = ɳ1. ɳ2. ɳ3. 𝑓𝑐𝑡𝑑 ; ℓ𝑏,𝑑𝑖𝑠𝑝=comprimento de ancoragem básico disponível: ℓ𝑏,𝑑𝑖𝑠𝑝 = ℓ𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟,𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐ã𝑜 𝑣𝑖𝑔𝑎 − 𝑐𝑛𝑜𝑚 19 Tabela 12: Ancoragem das barras de aço das vigas ancoragem das barras tracionadas (inferiores) ancoragem reta ancoragem com gancho 90º Viga lb,nec (cm) lb,disp (cm) lb,nec (cm) lb,adot (cm) ganchos V1 7,75 27,00 5,42 11,30 ganchos V2 3,01 27,00 2,11 11,30 ganchos V3 22,69 11,00 15,88 15,88 ganchos V4 13,35 11,00 9,34 11,30 ganchos V5 8,40 27,00 5,88 11,30 ganchos V6 3,87 27,00 2,71 11,30 ganchos V7 6,24 11,00 4,37 11,30 ganchos V8 8,76 27,00 6,13 11,30 ganchos V9 11,01 11,00 7,70 11,30 ganchos V10 15,50 11,00 10,85 11,30 ganchos V11 18,25 27,00 12,78 12,78 ganchos V12 22,46 11,00 15,72 15,72 ganchos V13 13,93 11,00 9,75 11,30 ganchos V14 11,91 27,00 8,33 11,30 ganchos V15 6,03 11,00 4,22 11,30 ganchos ancoragem das barras comprimidas (superiores) ancoragem reta ancoragem com gancho 90º Viga lb,nec (cm) lb,disp (cm) lb,nec (cm) lb,adot (cm) ganchos V1 16,91 27,00 11,84 11,84 ganchos V2 16,91 27,00 11,84 11,84 ganchos V3 30,16 11,00 21,12 21,12 ganchos V4 18,61 11,00 13,03 13,03 ganchos V5 19,57 27,00 13,70 13,70 ganchos V6 18,76 27,00 13,13 13,13 ganchos V7 21,53 11,00 15,07 15,07 ganchos V8 28,56 27,00 19,99 19,99 ganchos V9 28,56 11,00 19,99 19,99 ganchos V10 47,49 11,00 33,25 33,25 ganchos V11 39,89 27,00 27,92 27,92 ganchos V12 39,89 11,00 27,92 27,92 ganchos V13 36,58 11,00 25,61 25,61 ganchos V14 28,56 27,00 19,99 19,99 ganchos V15 27,37 11,00 19,16 19,16 ganchos Fonte: Autora (2020) Após o dimensionamento das vigas calculadasno ELU, verificou-se o ELS-F (Tabela 13) do mesmo modo como foi feita a verificação das lajes, sendo Estádio I (sem fissura) e Estádio II (com fissura), através do momento de fissuração (𝑀𝑟) e momento fletor relativo à combinação rara de serviço na seção crítica do vão considerado (𝑀𝑑,𝑟𝑎𝑟𝑎 ≥ [𝑀 +𝑜𝑢 𝑀−]): 20 Tabela 13: Estádios das vigas (ELS-F) Viga Fct (kN.cm2) Ic (cm4) Mr kN.cm) Md,rara (kN.cm) Estádio I ou II V1 0,18 74666,7 1005,47 770,00 I (sem fissura) V2 0,18 74666,7 1005,47 770,00 I (sem fissura) V3 0,18 74666,7 1005,47 1414,00 II (com fissura) V4 0,18 74666,7 1005,47 868,00 I (sem fissura) V5 0,18 74666,7 1005,47 854,00 I (sem fissura) V6 0,18 74666,7 1005,47 854,00 I (sem fissura) V7 0,18 74666,7 1005,47 980,00 I (sem fissura) V8 0,18 74666,7 1005,47 1246,00 II (com fissura) V9 0,18 74666,7 1005,47 1246,00 II (com fissura) V10 0,18 74666,7 1005,47 2072,00 II (com fissura) V11 0,18 74666,7 1005,47 2506,00 II (com fissura) V12 0,18 74666,7 1005,47 2506,00 II (com fissura) V13 0,18 74666,7 1005,47 1596,00 II (com fissura) V14 0,18 74666,7 1005,47 1246,00 II (com fissura) V15 0,18 74666,7 1005,47 1246,00 II (com fissura) Fonte: Autora (2020) Nos casos do Estádio II (Tabela 14), calculou-se a abertura de fissura (Eq. 31), com limite (𝑤𝑘 = 0,3 𝑚𝑚) determinado pela Tabela 13.4 da NBR 6118:2014 para CAA II. Para tanto, considerou-se a carga por combinação frequente de serviço (𝐹𝑑 = ∑ 𝑓𝑔𝑘 + ∑ 𝜓1 ∗ 𝑓𝑞𝑘, sendo o fator de redução𝜓1=0,4) e o momento fletor relativo à combinação frequente (𝑀𝑑,𝑓𝑟𝑒𝑞) apurado no Ftool: 𝑤 ≤ { 𝑤1 = ( ∅𝑖.𝜎𝑠𝑖 12,5.ɳ1.𝐸𝑠𝑖 ) . 3𝜎𝑠𝑖 𝑓𝑐𝑡𝑚 𝑤2 = ( ∅𝑖.𝜎𝑠𝑖 12,5.ɳ1.𝐸𝑠𝑖 ) . ( 4 𝜌𝑟𝑖 + 45) ≥ 𝑤𝑘 (31) Sendo: 𝜎𝑠𝑖 = 𝑀𝑑,𝑓𝑟𝑒𝑞 0,8.𝑑.𝐴𝑠 ; ɳ1=2,25; 𝐸𝑠𝑖 = 21000 kN/cm2; 𝜌𝑟𝑖 = 𝐴𝑠𝑖 𝑏𝑤.(𝑑′+7,5.∅) Tabela 14: Cálculo de abertura de fissuras nas vigas Viga P freq (kN/cm) Md,freq (kN.cm) 𝝈𝒔𝒊 (kN.cm2) 𝝆𝒓𝒊 Wk, (mm) W1 (mm) W2 (mm) Wadot (mm) Verificação V3 0,12 1020,00 22,63 0,0096 0,30 0,10 0,18 0,10 Não atinge ELS-W V8 0,07 890,00 19,74 0,0096 0,30 0,08 0,15 0,08 Não atinge ELS-W V9 0,07 890,00 19,74 0,0096 0,30 0,08 0,15 0,08 Não atinge ELS-W 21 Tabela 14: Continuação Viga P freq (kN/cm) Md,freq (kN.cm) 𝝈𝒔𝒊 (kN.cm2) 𝝆𝒓𝒊 Wk, (mm) W1 (mm) W2 (mm) Wadot (mm) Verificação V10 0,11 1490,00 33,06 0,0096 0,30 0,22 0,26 0,22 Não atinge ELS-W V11 0,14 1750,00 40,15 0,0096 0,30 0,32 0,30 0,31 Não atinge ELS-W V12 0,14 1750,00 40,15 0,0096 0,30 0,32 0,30 0,31 Não atinge ELS-W -W V13 0,09 1150,00 25,51 0,0096 0,30 0,13 0,20 0,13 Não atinge ELS-W V14 0,09 1150,00 25,51 0,0096 0,30 0,13 0,20 0,13 Não atinge ELS-W V15 0,05 890,00 19,74 0,0096 0,30 0,08 0,15 0,08 Não atinge ELS-W Fonte: Autora (2020) Os estádios do ELS-DEF (Tabela 15) também são definidos pelo Estádio I e Estádio II (Eq. 13). Tabela 15: Verificação do estádio para análise de flecha Viga Fct (kN.cm2) Ic (cm4) Mr (kN.cm) Md,rara (kN.cm) Estádio I ou II V1 0,26 74666,7 1436,38 504,00 I V2 0,26 74666,7 1436,38 196,00 I V3 0,26 74666,7 1436,38 1414,00 I V4 0,26 74666,7 1436,38 868,00 I V5 0,26 74666,7 1436,38 546,00 I V6 0,26 74666,7 1436,38 252,00 I V7 0,26 74666,7 1436,38 406,00 I V8 0,26 74666,7 1436,38 546,00 I V9 0,26 74666,7 1436,38 686,00 I V10 0,26 74666,7 1436,38 966,00 I V11 0,26 74666,7 1436,38 1092,00 I V12 0,26 74666,7 1436,38 1400,00 I V13 0,26 74666,7 1436,38 868,00 I V14 0,26 74666,7 1436,38 742,00 I V15 0,26 74666,7 1436,38 392,00 I Fonte: Autora (2020) Para verificação das flechas das vigas (Tabela 16), consideram-se as ações atuantes por combinação quase permanente (𝐹𝑑 = ∑ 𝑓𝑔𝑘 + ∑ 𝜓2 ∗ 𝑓𝑞𝑘, sendo o fator de redução 𝜓2=0,3) e as flechas: imediata 𝑎𝑖, diferida 𝑎𝑓 e total ( 𝑎𝑡 = 𝑎𝑖 + 𝑎𝑓 ≤ 𝑎𝑙𝑖𝑚) determinadas pela ABNT NBR 6118:2014, conferidas pelas Equações 14, 15, 16 e 17. 22 Tabela 16: Flechas ELS-DEF nas vigas Viga Pqp (kN/cm) αi Eci (Mpa) Ecs (kN/cm2) αf ai (cm) af (cm) at (cm) a lim (cm) Verificação V1 0,05 0,8625 33600 2898 1,32 0,05 0,07 0,12 0,74 Não atinge ELS-DEF V2 0,03 0,8625 33600 2898 1,32 0,02 0,02 0,04 0,62 Não atinge ELS-DEF V3 0,12 0,8625 33600 2898 1,32 0,13 0,17 0,30 0,74 Não atinge ELS-DEF V4 0,07 0,8625 33600 2898 1,32 0,04 0,05 0,09 0,62 Não atinge ELS-DEF V5 0,05 0,8625 33600 2898 1,32 0,06 0,07 0,13 0,74 Não atinge ELS-DEF V6 0,04 0,8625 33600 2898 1,32 0,02 0,03 0,05 0,62 Não atinge ELS-DEF V7 0,04 0,8625 33600 2898 1,32 0,04 0,06 0,10 0,72 Não atinge ELS-DEF V8 0,07 0,8625 33600 2898 1,32 0,07 0,10 0,17 0,73 Não atinge ELS-DEF V9 0,07 0,8625 33600 2898 1,32 0,07 0,10 0,17 0,73 Não atinge ELS-DEF V10 0,11 0,8625 33600 2898 1,32 0,10 0,14 0,24 0,72 Não atinge ELS-DEF V11 0,14 0,8625 33600 2898 1,32 0,15 0,20 0,35 0,73 Não atinge ELS-DEF V12 0,14 0,8625 33600 2898 1,32 0,15 0,20 0,35 0,73 Não atinge ELS-DEF V13 0,09 0,8625 33600 2898 1,32 0,10 0,13 0,23 0,73 Não atinge ELS-DEF V14 0,09 0,8625 33600 2898 1,32 0,10 0,13 0,23 0,73 Não atinge ELS-DEF V15 0,05 0,8625 33600 2898 1,32 0,04 0,06 0,10 0,72 Não atinge ELS-DEF Fonte: Autora (2020) 5 PILARES Pilares são apoios indeslocáveis na vertical para as vigas e visam absorver todas as cargas transmitidas por ações dessas vigas mais o seu peso próprio, resistindo mais às forças normais compressivas que atuam sobre ele e desprezando os outros pequenos esforços. Conforme ABNT NBR 6118:2014, os pilares foram dimensionados com 𝑐𝑛𝑜𝑚 de 3 cm, 𝑓𝑦𝑘 de 50 kN/cm 2, coeficiente adicional (γn) de 1,25, o ∅t das barras de aço de 6,3 mm para os estribos (5mm ≤ ∅𝑡 ≤ ∅𝑓𝑒𝑖𝑥𝑒) e ∅ de 10 mm para a armadura longitudinal (10mm ≤ ∅ ≤ 𝑏 8 ). Inicialmente os pilares foram pré-dimensionados (Tabela 17) considerando-se a área mínima transversal do pilar de 360 cm2, sendo a seção menor (14𝑐𝑚 ≤ 𝑏 ≤ 19𝑐𝑚) de 14 cm e o lado maior (a) calculada de 25,71 cm, adotando-se a de 30 cm devido ao tamanho da forma de concretagem e altura do vão interno (ℓ0 ) de 280 cm. Para o pré-dimensionamento dos pilares, 23 foi considerado seu posicionamento na planta de forma (Figura 4), sendo encontrados os vãos efetivos (Eq. 32): Figura 4: Direção dos pilares conforme seu posicionamento na planta de forma Fonte: Autora (2020) ℓ𝑒 (𝑥 𝑜𝑢 𝑦) ≤ { ℓ0 + a1 + a2 ℓ0 + ℎ(𝑥 𝑜𝑢 𝑦) (32) Sendo:ℓ = é a distância entre as faces internas de dois apoios consecutivos (vão interno); a1 e a2 = t1ou2/2, sendo t a altura da viga (viga baldrame e viga apoiada no pilar); h = seção do pilar (na direção de x para ℓ𝑒𝑓 𝑥 e na direção de y para ℓ𝑒𝑓 𝑦) Tabela 17: Pré-dimensionamento dos pilares Viga 𝓵0 (cm) 𝓵e x (cm) 𝓵e y (cm) b (cm) a min (cm) a adotado (cm) P1 280,00 310,00 294,00 14,00 25,71 30,00 P2 280,00 310,00 294,00 14,00 25,71 30,00 P3 280,00 310,00 294,00 14,00 25,71 30,00 P4 280,00 294,00 310,00 14,00 25,71 30,00 P5 280,00 294,00 310,00 14,00 25,71 30,00 P6 280,00 294,00 310,00 14,00 25,71 30,00 P7 280,00 294,00 310,00 14,00 25,71 30,00 P8 280,00 294,00 310,00 14,00 25,71 30,00 P9 280,00 294,00 310,00 14,00 25,71 30,00 P10 280,00 310,00 294,00 14,00 25,71 30,00 P11 280,00 310,00 294,00 14,00 25,71 30,00 P12 280,00 310,00 294,00 14,00 25,71 30,00 Fonte: Autora (2020) Primeiramente, foram classificadas as posições dos pilares (canto, extremidade e intermediário) e obtidos os índices de esbeltez do pilar (Eq. 33) e os esforços descarregados pelas vigas através do Ftool, determinando-se, assim, as cargas finais (somando-se as forças cortantes no mesmo pilar (Vs)+ peso próprio do pilar (a.b.𝓵0. 𝛶𝐶𝐴), conforme Tabela 18: 24 λ = ℓ𝑒𝑥 𝑜𝑢 𝑦 √ I 𝐴 = { λ < 35 (robusto) 35 < λ ≤ 90 (intermediário) 90 < λ ≤ 140 (esbelto ) 140 < λ ≤ 200 (excessivamente esbelto ) (33) Sendo:I = momento de inércia da seção bruta na direção de x e y em cm4: 𝐼= 𝑏.ℎ3 12 ; A = área da seção transversal do pilar em cm2 Tabela 18: Classificação, carga e esbeltez dos pilares Pilar Posição 𝜆x 𝜆y Vs (kN) Ftool Peso próprio do pilar (kN) Carga total característica (kN) P1 canto 35,80 72,75 15,00 2,94 15,00 P2 extremidade 35,80 72,75 31,70 2,94 31,70 P3 canto 35,80 72,75 18,80 2,94 18,80 P4 extremidade 72,75 35,80 42,30 2,94 42,30 P5 extremidade 72,75 35,80 67,00 2,94 67,00 P6 intermediário 72,75 35,80 35,00 2,94 35,00 P7 intermediário 72,75 35,80 26,60 2,94 26,60 P8 extremidade 72,75 35,80 67,10 2,94 67,10 P9 extremidade 72,75 35,80 38,50 2,94 38,50 P10 canto 35,80 72,75 19,90 2,94 19,90 P11 extremidade 35,80 72,75 40,40 2,94 40,40 P12 canto 35,80 72,75 12,40 2,94 12,40 Fonte: Autora (2020) Em seguida, foram encontrados os momentos mínimos (Eq. 34) e seus reais valores de projeto pelo Ftool (M𝑑), conforme Tabela 19: M1𝑑,𝑚í𝑛 = 𝑁𝑠𝑑 . (0,015 + 0,03. ℎ) (34) Sendo: 𝑁𝑠𝑑=força normal solicitante de cálculo: 𝑁𝑠𝑑 = 𝑝. 1,4. γn ; h = altura transversal do pilar em x e y, conforme disposição na planta de forma; Tabela 19: Momentos dos pilares Pilar Nsd (kN) M1dx, min (kN/m) M1dy, min (KN/m) Mdxa (kN/m) Mdxb (kN/m) Mdya (kN/m) Mdyb (kN/m) P1 31,40 0,60 0,60 3,78 -1,96 4,34 -1,96 P2 60,62 1,16 1,16 8,96 -4,48 2,10 -1,26 P3 38,05 0,73 0,73 7,70 -3,64 1,82 -1,12 P4 79,17 1,90 1,90 1,26 -0,70 13,16 -6,44 P5 122,40 2,94 2,94 1,40 -0,84 13,16 -6,44 P6 66,40 1,59 1,59 0,84 -0,56 1,59 -1,59 P7 51,70 1,24 1,24 0,98 -0,56 1,24 -1,24 P8 122,57 2,94 2,94 1,96 -1,12 8,12 -4,06 25 Tabela 19: Continuação Pilar Nsd (kN) M1dx, min (kN/m) M1dy, min (KN/m) Mdxa (kN/m) Mdxb (kN/m) Mdya (kN/m) Mdyb (kN/m) P9 72,52 1,74 1,74 2,66 -1,40 8,12 -4,06 P10 39,97 0,77 0,77 6,30 -2,94 2,38 -1,40 P11 75,85 1,46 1,46 12,74 -6,02 2,10 -1,26 P12 26,85 0,52 0,52 3,78 -1,96 2,38 -1,40 Fonte: Autora (2020) Foi determinada a esbeltez limite (Eq. 35) em relação ao eixo x e y, para se fazer a análise de ordem local, sendo necessário o cálculo do dimensionamento da armadura em determinada direção (x ou y) caso o resultado conste 2º ordem local (Tabela 20): λ1 = 25+12,5.( 𝑒1 ℎ ) 𝛼𝑏 ≥ 35 {≥ λ (1ª 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑚) ≤ λ (2ª 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑚) (35) Sendo: 𝑒1 = M𝑑𝑎 𝑁𝑠𝑑 ; 𝛼𝑏 (𝑒𝑚 𝑥 𝑒 𝑦) = M𝑑𝑎 (𝑒𝑚 𝑥 𝑒 𝑦) 𝑁𝑠𝑑 Tabela 20: Análise de 2a ordem Pilar αbx αby e1x (m) e1y (m) 𝜆1x 𝜆1y 𝜆x 𝜆y P1 0,99 1,02 0,12 0,14 35,00 36,56 2ªordem 2ªordem P2 1,00 0,97 0,15 0,03 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P3 1,01 0,96 0,20 0,05 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P4 1,00 1,00 0,02 0,17 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P5 1,00 1,00 0,01 0,11 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P6 1,00 0,90 0,01 0,02 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P7 1,00 0,90 0,02 0,02 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P8 1,00 1,00 0,02 0,07 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P9 0,99 1,00 0,04 0,11 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P10 1,01 0,97 0,16 0,06 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P11 1,01 1,00 0,17 0,03 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem P12 0,99 0,97 0,14 0,09 35,00 35,00 2ªordem 2ªordem Fonte: Autora (2020) Como a análise de 2º ordem local foi necessária para todos os pilares, calculou-se os momentos de projeto total que devem ser maiores que os Md (Tabela 21) em relação ao eixo x e y (Eq. 36). M𝑠𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝛼𝑏 . 𝑀 + 𝑁𝑠𝑑 . ℓ𝑒𝑥 𝑜𝑢 𝑦 10 . 1 𝑟 { 𝑠𝑒 𝑀1𝑑,𝑚í𝑛 < 𝑀𝑑𝑎 (𝑢𝑠𝑎𝑟 𝑜 𝑀𝑑𝑎 𝑛𝑜 𝑀 ) ≥ 𝑀𝑑𝑎 𝑠𝑒 𝑀1𝑑,𝑚í𝑛 > 𝑀𝑑𝑎 (𝑢𝑠𝑎𝑟 𝑜 𝑀1𝑑 𝑛𝑜 𝑀 ) ≥ 𝑀1𝑑,𝑚í𝑛 (36) Sendo: 1 𝑟 = 0,005 ℎ.(ѵ+0,5) ≤ 0,005 ℎ em que ѵ = 𝑁𝑠𝑑 𝑏.ℎ. 𝑓𝑐𝑘 1,4 26 Tabela 21: Momento de projeto total dos pilares em x e y Pilar ѵ 1/r 0,005/h 1/r adot Msdx total (kN/m) Msdx>Md1x ou Mdxa P1 0,04 0,03 0,02 0,02 4,25 ok P2 0,08 0,03 0,02 0,02 9,93 ok P3 0,05 0,03 0,02 0,02 8,41 ok P4 0,11 0,06 0,04 0,04 4,34 ok P5 0,16 0,05 0,04 0,04 6,72 ok P6 0,09 0,06 0,04 0,04 3,64 ok P7 0,07 0,06 0,04 0,04 2,84 ok P8 0,16 0,05 0,04 0,04 6,73 ok P9 0,10 0,06 0,04 0,04 4,85 ok P10 0,05 0,03 0,02 0,02 7,04 ok P11 0,10 0,03 0,02 0,02 14,12 ok P12 0,04 0,03 0,02 0,02 4,18 ok Pilar ѵ 1/r 0,005/h 1/r adot Msdy total (kN/m) Msdy>Md1y ou Mdya P1 0,04 0,07 0,04 0,04 5,42 ok P2 0,08 0,06 0,04 0,04 3,84 ok P3 0,05 0,06 0,04 0,04 2,88 ok P4 0,11 0,03 0,02 0,02 14,49 ok P5 0,16 0,03 0,02 0,02 15,19 ok P6 0,09 0,03 0,02 0,02 2,39 ok P7 0,07 0,03 0,02 0,02 1,86 ok P8 0,16 0,03 0,02 0,02 10,08 ok P9 0,10 0,03 0,02 0,02 9,28 ok P10 0,05 0,06 0,04 0,04 3,51 ok P11 0,10 0,06 0,04 0,04 4,44 ok P12 0,04 0,07 0,04 0,04 3,11 ok Fonte: Autora (2020) Para o dimensionamento da armadura de seção simétrica em relação ao eixo x e y (Tabela 22 e 23), considerou-se a posição do pilar para o cálculo da força normal adimensional (Eq. 37) e momento fletor adimensional (Eq. 38). A taxa mecânica de armadura (𝜔) é obtida segundo Venturini (1987) para d'/h>0,20 e tabelas de Araújo (2014), correlacionando-se ω para d'/h e ѵ com 𝜇1x e 𝜇2y (pilar de canto) e ω para d'/h com ѵ e 𝜇 (pilar de extremidade e intermediário) determinando-se, assim, a área de aço (Eq. 39) em que seu valor deve estar entre a área mínima de aço (𝐴𝑠,𝑚í𝑛 ≥ { 0,15.𝑁𝑠𝑑 𝑓𝑦𝑑 0,004. 𝑏. ℎ ) de 1,68 cm2 e a As máxima de 33,60 cm2 (0,08.b.h); e o espaçamento mínimo de 2,28 cm e máximo da armadura longitudinal de 40 cm (Eq. 40 e 41), determinados pela ABNT NBR 6118:2014: ѵ = 𝑁𝑠𝑑 𝑏.ℎ.𝜎𝑐𝑑 𝜇 = 𝑀𝑠𝑑 𝑏.ℎ2.𝜎𝑐𝑑 𝐴𝑠 = 𝜔.𝑏.ℎ.𝜎𝑐𝑑 𝑓𝑦𝑑 (37) (38) (39) Sendo: 𝜎𝑐𝑑 = 0,8. 𝑓𝑐𝑘 1,4 (pilar de canto) e 𝜎𝑐𝑑 = 0,85. 𝑓𝑐𝑘 1,4 (pilar de extremidade e intermediário) 27 𝑆𝑚í𝑛 ≥ { 2 ∅ 1,2. 𝑑𝑚á𝑥.𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 cm 𝑆𝑚á𝑥 ≤ { 2. 𝑏 40 cm (40) (41) Tabela 22: Armadura longitudinal do pilar na direção x Pilar ѵ μ1x d'/h (x) ω (tab) As (cm2) As mín (cm2) As máx (cm2) As calc (cm2) nº barras nº barras adot As adot (cm2) Disposição (longitudinal) P1 0,1 0,0 0,1 0,05 0,69 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P2 0,1 0,1 0,1 0,15 2,20 1,68 33,60 2,20 2,80 4 3,14 4 ϕ 10mm P3 0,1 0,0 0,1 0,05 0,69 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P4 0,1 0,0 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P5 0,2 0,1 0,3 0,05 0,73 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P6 0,1 0,0 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P7 0,1 0,0 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P8 0,2 0,1 0,3 0,05 0,73 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P9 0,1 0,1 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P10 0,1 0,0 0,1 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P11 0,1 0,1 0,1 0,15 2,20 1,68 33,60 2,20 2,80 4 3,14 4 ϕ 10mm P12 0,0 0,0 0,1 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm Fonte: Autora (2020) Tabela 23: Armadura longitudinal do pilar na direção y Pilar ѵ μ1y d'/h (y) ω (tab) As (cm2) As mín (cm2) As máx (cm2) As calc (cm2) nº barras nº barras adot As adot (cm2) Disposição (longitudinal) P1 0,1 0,1 0,3 0,05 0,69 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P2 0,1 0,0 0,3 0,04 0,59 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P3 0,1 0,0 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P4 0,1 0,1 0,1 0,15 2,20 1,68 33,60 2,20 2,80 4 3,14 4 ϕ 10mmP5 0,2 0,1 0,1 0,06 0,88 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P6 0,1 0,0 0,1 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P7 0,1 0,0 0,1 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P8 0,2 0,1 0,1 0,06 0,88 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P9 0,1 0,0 0,1 0,15 2,20 1,68 33,60 2,20 2,80 4 3,14 4 ϕ 10mm P10 0,1 0,0 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm P11 0,1 0,0 0,3 0,17 2,49 1,68 33,60 2,49 3,17 4 3,14 4 ϕ 10mm P12 0,0 0,0 0,3 0,00 0,00 1,68 33,60 1,68 2,14 4 3,14 4 ϕ 10mm Fonte: Autora (2020) Para a armadura transversal de pilares (Tabela 24) foram utilizados o ∅t das barras de aço de 6,3 mm e espaçamento longitudinal de 12 cm (Eq. 42), conforme o item 18.4.3 da ABNT NBR 6118:2014: 𝑆𝑚á𝑥 ≤ { 2 𝑏 12. ∅ (CA − 50) cm (42) 28 Tabela 24: Disposição da armadura transversal Pilar Disposição dos estribos P1 ϕ 6,3mm c/ 12 P2 ϕ 6,3mm c/ 12 P3 ϕ 6,3mm c/ 12 P4 ϕ 6,3mm c/ 12 P5 ϕ 6,3mm c/ 12 P6 ϕ 6,3mm c/ 12 P7 ϕ 6,3mm c/ 12 P8 ϕ 6,3mm c/ 12 P9 ϕ 6,3mm c/ 12 P10 ϕ 6,3mm c/ 12 P11 ϕ 6,3mm c/ 12 P12 ϕ 6,3mm c/ 12 Fonte: Autora (2020) 6 CONCLUSÕES Fazer um projeto e os cálculos de seus elementos estruturais desde o início é o ponto de partida essencial para que o projetista coloque em prática os seus conhecimentos. O lançamento, pré-dimensionamento e detalhamento de lajes, vigas e pilares de CA demanda bastante tempo e atenção tanto para o planejamento quanto para a execução dos cálculos e detalhamento dos elementos estruturais, devido aos aspectos arbitrados pela própria projetista, aos critérios e requisitos básicos regidos pelas NBRs, além das verificações dos resultados dos dimensionamentos e a grande quantidade de detalhes a ser considerada. O projeto da edificação residencial foi dimensionado com 4 lajes (10 cm de espessura), 15 vigas (14 x 40 cm) e 12 pilares (14 x 30 cm). Não houve formação de fissuras e as flechas se mantiveram dentro do limite na verificação das lajes (não atingiram ELS – F e nem ELS – DEF). As vigas foram mensuradas com resistência à tração, estando no Estádio I e suas flechas abaixo do limite estabelecido na ABNT NBR 6118:2014 (não atingiram ELS – DEF). Já na verificação do ELS-F, as vigas V3 e V8 a V15 tiveram formação de fissuras, porém a abertura dessas fissuras se manteve abaixo do limite estimado na norma. Os pilares tiveram suas armaduras dispostas em duas camadas e também se mantiveram em condição de equilíbrio. Conclui-se, portanto, que para se obter qualidade e prezar pela segurança na elaboração de um projeto estrutural é necessário ter conhecimento da estrutura como um todo, desenvolver os cálculos e verificá-los, sempre atendo-se aos parâmetros estabelecidos. Tudo isso se faz imprescindível para um desempenho adequado e bons resultados. 29 REFERÊNCIAS ARAÚJO, J.M.de. Curso de concreto armado. V.3, 4ed. Rio Grande/RS: Dunas, 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Ações e segurança nas estruturas - Procedimento, NBR 8681. Rio de Janeiro, RJ, 2003. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Ações para o cálculo de estruturas de edificações, NBR 6120:2019. Rio de Janeiro, RJ, 2019. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projetos de estrutura de concreto - Procedimento, NBR 6118. Rio de Janeiro, RJ, 2014. BASTOS, P.S.S. Flexão normal simples. Disciplina 2117 – Estruturas de Concreto I. Bauru/SP, Departamento Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia - Universidade Estadual Paulista (UNESP), nov/2010, 88p. Disponível em: <http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/3922/material/UNESP_ Bauru-SP_Flexao_Simples_Vigas_Notas_de_Aula_Paulo_Bastos_nov_2010.pdf>. Acesso em: 10 de abril de 2020 CARVALHO, R. C.; FIGUEIREDO FILHO, J. R. de. Cálculo e Detalhamento de Estruturas Usuais de Concreto Armado: segundo a NBR 6118:2014. 4. ed. São Carlos: EdUFSCar, 2016. VENTURINI, W.S. (1987). Dimensionamento de peças retangulares de concreto armado solicitadas à flexão reta. São Carlos, EESC-USP. Araújo http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/3922/material/UNESP_Bauru-SP_Flexao_Simples_Vigas_Notas_de_Aula_Paulo_Bastos_nov_2010.pdf http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/3922/material/UNESP_Bauru-SP_Flexao_Simples_Vigas_Notas_de_Aula_Paulo_Bastos_nov_2010.pdf
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