Atividade 3 - Estruturas de Concreto Armado

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Atividade 3 – Estruturas de Concreto Armado
As vigas são elementos estruturais "lineares em que a flexão é preponderante." (NBR 6118, 2014, p.83). Por elemento linear, entende-se que a viga é uma peça em que uma das suas dimensões (em geral o comprimento) é significativamente maior que as dimensões da seção transversal (largura e espessura), superando estas dimensões em pelo menos três vezes e podendo também ser denominado de elemento tipo "barra". 
De modo geral, a preferência dos projetistas e engenheiros civis é de que estas vigas tenham suas dimensões de seção transversal compatibilizadas com o projeto arquitetônico, sendo embutidas nas paredes de alvenaria com finalidade de que a divisão entre elemento de concreto armado e elemento de alvenaria cerâmica não possam ser percebidas visualmente pelo usuário. Para tanto, a largura das vigas de concreto armado deve ser menor que espessura final da parede, o que, obviamente, depende das dimensões e da posição de assentamento das unidades cerâmicas que formarão a parede (tijolo maciço, bloco vazado com 2, 4, 6 ou 8 furos, bloco estrutural, etc.). Deve-se pensar também na espessura dos revestimentos argamassados (emboço e reboco), em ambas as faces da parede. 
Comercialmente, há uma infinidade de blocos para paredes de vedação, com dimensões e materiais variados, porém, é mais comum a utilização de blocos cerâmicos vazados com seis como ou oito furos. Antes de definir a largura da seção transversal da viga é necessário, portanto, escolher o tipo e as dimensões dos blocos cerâmicos, considerando também a posição em que o bloco será assentado na parede. 
Com relação à altura das vigas, esta dimensão depende de diversos fatores, sendo que os mais importantes são: o vão a ser vencido pela viga, o tipo e a intensidade do carregamento imposto e a resistência do concreto armado. A altura deve ser suficiente para proporcionar resistência mecânica e baixa deformação. Além disso, a armadura de uma viga de seção retangular deve ser concebida não somente para que a viga resista aos esforços solicitantes, mas também para que, em caso de aumento de cargas, haja falha dúctil do elemento estrutural.  
Com base nas premissas de cálculo e nos dados técnicos do elemento estrutural a seguir, dimensione a armadura principal "As" (longitudinal) de uma viga submetida à flexão simples por meio das equações com Coeficientes K: 
concreto C25  
c = 2,5 cm  
aço CA-50  
t = 6,3 mm  
h = 50 cm concreto com brita 1  
bw = 17 cm  
Mk = - 10.000 kN.cm (momento fletor negativo no apoio da viga)  
Resposta:
· Memória de Cálculo:
O cálculo do momento fletor é: 
Md = γf x Mk
Md = 1,4 x 10.000
Md = 14.000 KN.cm
Sendo o coeficiente γf que eleva os esforços solicitantes.
· Cálculo da altura útil: 
𝒅 = 𝒉 − 𝒄 − 𝟐𝒕 
d = 50 – 2,5 – 2 x (0,63)
d = 46,24 cm
· Resolução com as equações com coeficientes K: 
Primeiramente deve-se determinar o coeficiente 𝑘c, logo: 
 kc = bw x d²
 Md
kc = 17 x (46,24)²
 14.000
kc = 2,6
Com 𝑘c = 2,6 
Concreto C25 e aço CA-50, adotando as determinações da tabela 1.1 do material de estudo determina-se os coeficientes: βx = 0,38, ks = 0,027 e domínio 3.
· Determinação da linha neutra: 
β = 
x = 0,38 x 46,24
x= 17,57 cm
· Cálculo da armadura: 
β = = 0,38 é o menos limite de 0,45 para o concreto C25, podendo ser calculada a armadura.
As = Ks x Md
 d
As = 0,027 x 14000
 46,24
As = 8,17 cm²
 
Detalhe de armadura calculada, As = 8,17 cm²
As min = 0,15 % x bw x h
As min = 0,0015 x 17 x 50
As min = 1,275
Para área de armadura de 8,17 cm², temos:
 16 Ø 8 mm → 8 cm² 
 10 Ø 10 mm → 8 cm²
 7 Ø12,5 mm → 8,75 cm² 
 4 Ø 16 mm → 8 cm² 
 3 Ø 16 mm → 2 Ø 12,5mm → 8,50cm²
Considerando a barra de maior diâmetro e concreto com brita 1 (dmáx.agr = 19mm), o 
espaçamento mínimo entre as barras é: 
ah, min > 2 cm 
Øl = 1,6 cm 
1,2 dmáx.agr = 2,3 cm 
ah = 17 – (2 (2,5 + 0,63 + 1,25) + 3 (1,6)) / 4 
ah = 0,86 cm 
ah = 17 – (2 (2,5 + 0,63 + 1,25) + 3 (1,6)) / 2 
ah = 3,22 cm
Como ah = 3,22cm > ah,min = 2,3cm as três barras podem ser colocadas na primeira camada. As barras de 12,5 Ø da segunda camada ficam amarradas nos ramais verticais dos estribos.