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"O DISCENTE declara-se ciente de que qualquer tipo de filmagem e/ou forma de reprodução do material de vídeo disponibilizado nas aulas remotas ou em EAD, através de exibição pública ou não, parcial ou total, independentemente da intenção de auferir lucro, o sujeitará às sanções civis e criminais cabíveis, sem prejuízo do dever de indenizar a (o) CONTRATADA (O) por todos os danos e prejuízos causados." São Luís – MA | 2021.1 UNIVERSIDADE CEUMA COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CAMPUS RENASCENÇA CONCRETO ARMADO II Prof. Me. Felipe Ferreira | felipe005228@ceuma.com.br São Luís – MA | 2021.1 UNIVERSIDADE CEUMA COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CAMPUS RENASCENÇA LAJES MACIÇAS: Dimensionamento 1.INTRODUÇÃO Para o dimensionamento das lajes maciças é necessário calcular os esforços solicitantes normal ao plano da placa. De posse de tais valores, realizar-se-á os cálculos, atendendo aos requisitos do ELU e ELS, buscando segurança e conforto. 4 Lajes Maciças Esforços solicitantes em lajes maciças. 1.INTRODUÇÃO Basicamente são dois métodos: elásticos e de ruptura. ELÁSTICO – sob cargas de serviço e concreto íntegro. RUPTURA –baseia-se nos mecanismos de ruptura das lajes. 5 Lajes Maciças 1.INTRODUÇÃO A. ELÁSTICO Não é considerada a diminuição de inércia da estrutura; Esforços não são proporcionais as ações em serviço. É conhecido como teoria de placas. 6 Lajes Maciças Equilíbrio de um elemento de placa. 1.INTRODUÇÃO A. ELÁSTICO Adota-se: ν = 0,2 (coef.de poisson) e módulo de elasticidade secante. Considera-se a seção bruta da estrutura. Considera-se algumas hipóteses: Placas constituída por material homogêneo, elástico, isótropo, linear fisicamente e com pequenos deslocamentos; Seções planas permanecem planas após deformação; Não há transmissão de torção para as vigas; 7 Lajes Maciças 1.INTRODUÇÃO B. RUPTURA Baseado na Teoria das Charneiras Plásticas. Charneiras são elementos que delimitam as regiões planas na análise. Os momentos que agem nas charneiras são os momentos de plastificação. 8 Lajes Maciças Método das charneiras plásticas. 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS Para a determinação dos esforços em lajes bidirecionais, será utilizada as soluções para a teoria das placas. Como é uma tarefa complexa, surgiram diversas tabelas que permitem o cálculo de momentos fletores na placa. 9 Lajes Maciças Direção dos momentos fletores principais em lajes bidirecionais 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 10 Lajes Maciças Tabela desenvolvida por Báres. 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 11 Lajes Maciças Conforme as tabelas de Barés, os momentos fletores, negativos ou positivos, são calculados pela expressão: 𝑀 = 𝜇 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , Onde 𝑀 = Momento fletor (𝑘𝑁 ∙ 𝑚/𝑚); 𝜇 = coeficiente tabelado, de acordo com cada tipo de laje e em função de 𝜆 = 𝑙𝑦/𝑙𝑥, sendo: 𝜇𝑥 e 𝜇𝑦 = coeficientes para o cálculo dos momentos fletores positivos atuantes nas direções paralelas a 𝑙𝑥 e 𝑙𝑦 respectivamente; 𝜇𝑥 ′ e 𝜇𝑦 ′ coeficientes para cálculo dos momentos fletores negativos atuantes nas bordas perpendiculares às direções 𝑙𝑥 e 𝑙𝑦 respectivamente; 𝑝 = valor da carga uniforme ou triangular atuante na laje (em 𝑘𝑁/𝑚2); 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 12 Lajes Maciças 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 13 Lajes Maciças Momento fletor atuante na laje unidirecional. Em lajes unidirecionais, a forma de calcular segue o mesmo modelo do cálculo de viga, pois há uma maior solicitação na menor direção da laje. Na outra direção, despreza-se os momentos fletores. 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 14 Lajes Maciças 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 15 Lajes Maciças Compatibilização dos momentos fletores. As lajes contínuas poderão apresentar dois momentos negativos em bordos comuns, neste caso poderá ser feita a compatibilização dos momentos fletores. Deverá ser feito nas duas direções da laje. 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 16 Lajes Maciças Área de influência para o cálculos das reações em vigas. As lajes transmitem o carregamento para as vigas. O cálculo das reações da laje nas bordas, as lajes serão analisadas em função de serem armadas em uma ou em duas direções. As cargas “caminham” para as vigas através de charneiras plásticas, segundo a NBR6118/14, triangulares e trapezoidais, adotando-se ângulos que de pendem das restrições de seus bordos. 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 17 Lajes Maciças As reações são calculadas pela equação: 𝑉 = 𝜈 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 100 , Onde V = reação de apoio (kN/m); 𝜈 = coeficiente tabelado em função de 𝜆 = 𝑙𝑦/𝑙𝑥, onde: 𝜈𝑥 =reação nos apoios simples perpendiculares à direção de 𝑙𝑥; 𝜈𝑦 =reação nos apoios simples perpendiculares à direção de 𝑙𝑦; 𝜈𝑥 ′ =reação nos apoios engastados perpendiculares à direção de 𝑙𝑥; 𝜈𝑦 ′ =reação nos apoios engastados perpendiculares à direção de 𝑙𝑦; 𝑝= valor da carga uniforme ou triangular atuante na laje (em 𝑘𝑁/ 𝑚2); 2.DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS 18 Lajes Maciças É possível obter o módulo dos esforços por tabelas, para lajes bidirecionais. 3.PRÉ-DIMENSIONAMENTO 19 Lajes Maciças Para o cálculo das lajes é necessário estimar inicialmente a sua altura. Existem vários e diferentes processos para essa estimativa, sendo um deles dado pela equação seguinte: 𝑑 = 2,5 − 0,1 ∙ 𝑛 ∙ 𝑙∗, Onde 𝑑=altura útil da laje (em 𝑐𝑚); 𝑛=número de bordas engastadas na laje. 𝑙∗ ≤ 𝑙𝑥 0,7 ∙ 𝑙𝑦 , Com 𝑙∗, 𝑙𝑥 e 𝑙𝑦 em metros. 3.PRÉ-DIMENSIONAMENTO 20 Lajes Maciças OBSERVAÇÃO A estimativa anterior não dispensa a verificação da flecha que existirá na laje, que deverá ser calculada. Com a altura útil calculada fica simples determinar a altura h da laje: ℎ = 𝑑 + 𝜙𝑙 2 + 𝜙𝑙 + 𝑐 3.PRÉ-DIMENSIONAMENTO 21 Lajes Maciças OBSERVAÇÃO ℎ = 𝑑 + 𝜙𝑙 2 + 𝜙𝑙 + 𝑐 Como não se conhece inicialmente o diâmetro 𝜙𝑙 da barra longitudinal da laje, o diâmetro deve ser estimado. Normalmente, para as lajes correntes, o diâmetro varia de 5 𝑚𝑚 a 8 𝑚𝑚. O cobrimento 𝑐 deve ser determinado conforme a Tabela. Altura útil da laje. 3.PRÉ-DIMENSIONAMENTO 22 Lajes Maciças 3.PRÉ-DIMENSIONAMENTO 23 Lajes Maciças ROTEIRO DE CÁLCULO 24 Lajes Maciças O dimensionamento de uma laje, seguirá o seguinte passo a passo: 1. Pré-dimensionamento da altura das lajes; 2. Cálculo das cargas atuantes; 3. Verificação das flechas (deformação excessiva e vibração excessiva), levando em conta a flecha diferida; 4. Ao escolher a maior flecha, calcula-se uma nova altura; 5. Calcula-se as cargas atuantes novamente; 6. Cálculo dos momentos fletores; 7. Verificação do ELU para os momentos fletores (𝑑𝑚𝑖𝑛); 8. Cálculo da armadura longitudinal; 9. Detalhamento. EXERCÍCIO 25 Lajes Maciças Calcular e detalhar a armadura a armadura do pavimento de lajes maciças, cuja planta de fôrmas esta indicada na figura. Considerando que as salas serão utilizadas para escritórios, que todas as lajes deveram ter a mesma espessura e que o revestimento inferior de gesso, para efeito de cálculo de carga, pode ser desprezado. Serão admitidos os seguintes dados de projeto: Contrapiso com espessura de 2,0 cm; Piso de plástico, cujo peso de 0,20 𝑘𝑁/𝑚2 já inclui a cola e a camada de regularização; Cobrimento nominal da armadura de 25 𝑚𝑚, admitindo classe de agressividade ambiental II; Vigas: largura 𝑏𝑤 = 12 𝑐𝑚 e altura ℎ = 50 𝑐𝑚; Concreto com resistência característica 𝑓𝑐𝑘 = 20 𝑀𝑃𝑎; Aço 𝐶𝐴 − 50. CHUST-capa amarelinha EXERCÍCIO 26 Lajes Maciças EXERCÍCIO 27 Lajes Maciças A. ESQUEMA ESTRUTURAL DAS LAJES: lajes adjacentes se engastarão. 3 3 2B EXERCÍCIO 28 Lajes MaciçasB. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DAS LAJES. 𝒅 = 𝟐, 𝟓 − 𝟎, 𝟏 ∙ 𝒏 ∙ 𝒍∗ 𝑙1 ∗ ≤ 6 0,7 ∙ 6 = 𝟒, 𝟐 , 𝑙2 ∗≤ 𝟒 0,7 ∙ 6 = 4,2 𝑒 𝑙3 ∗≤ 𝟓 0,7 ∙ 10 = 7 . 𝒉 = 𝒅 + 𝝓𝒍 𝟐 + 𝝓𝒍 + 𝒄 Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 n 𝒍 ∗(𝒎) d(cm) h L1 3 6,00 6,00 1,00 2,00 4,20 9,66 13,66 L2 3 4,00 6,00 1,50 2,00 4,00 9,20 13,20 L3 2B 5,00 10,00 2,00 1,00 5,00 12,00 16,00 EXERCÍCIO 29 Lajes Maciças B. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DAS LAJES. 𝒅 = 𝟐, 𝟓 − 𝟎, 𝟏 ∙ 𝒏 ∙ 𝒍∗ 𝑙1 ∗ ≤ 6 0,7 ∙ 6 = 𝟒, 𝟐 , 𝑙2 ∗≤ 𝟒 0,7 ∙ 6 = 4,2 𝑒 𝑙3 ∗≤ 𝟓 0,7 ∙ 10 = 7 . 𝒉 = 𝒅 + 𝝓𝒍 𝟐 + 𝝓𝒍 + 𝒄 Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 n 𝒍 ∗(𝒎) d(cm) h L1 3 6,00 6,00 1,00 2,00 4,20 9,66 13,66 L2 3 4,00 6,00 1,50 2,00 4,00 9,20 13,20 L3 2B 5,00 10,00 2,00 1,00 5,00 12,00 16,00 EXERCÍCIO 30 Lajes Maciças B. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DAS LAJES (USAR A FORMULA COM 𝒍∗ EM metros). 𝑑1 = 2,5 − 0,1 ∙ 2 ∙ 4,20 = 9,66, 𝑑2 = 2,5 − 0,1 ∙ 2 ∙ 4,00 = 9,20, 𝑑3 = 2,5 − 0,1 ∙ 1 ∙ 5,00 = 12,00. Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 n 𝒍 ∗(𝒎) d(cm) h L1 3 6,00 6,00 1,00 2,00 4,20 9,66 13,66 L2 3 4,00 6,00 1,50 2,00 4,00 9,20 13,20 L3 2B 5,00 10,00 2,00 1,00 5,00 12,00 16,00 EXERCÍCIO 31 Lajes Maciças B. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DAS LAJES A altura da laje foi obtida somando o cobrimento c = 2,5 𝑐𝑚 ao valor da altura útil encontrada, mais uma vez e meia o diâmetro da barra longitudinal. Admitindo inicialmente barras de 10 𝑚𝑚. ℎ = 𝑑 + 𝜙𝑙 2 + 𝜙𝑙 + 𝑐 ℎ1 = 9,66 + 1 2 + 1 + 2,5 = 13,66, ℎ2 = 9,20 + 1 2 + 1 + 2,5 = 13,20, ℎ3 = 12,00 + 1 2 + 1 + 2,5 = 16,00 Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 n 𝒍 ∗(𝒎) d(cm) h L1 3 6,00 6,00 1,00 2,00 4,20 9,66 13,66 L2 3 4,00 6,00 1,50 2,00 4,00 9,20 13,20 L3 2B 5,00 10,00 2,00 1,00 5,00 12,00 16,00 EXERCÍCIO 32 Lajes Maciças B. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA ALTURA DAS LAJES A altura da laje foi obtida somando o cobrimento c = 2,5 𝑐𝑚 ao valor da altura útil encontrada, mais uma vez e meia o diâmetro da barra longitudinal. Admitindo inicialmente barras de 10 𝑚𝑚. Como as três lajes devem ter a mesma altura, adota-se 𝑑 = 12 e ℎ = 16 𝑐𝑚. Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 n 𝒍 ∗(𝒎) d(cm) h L1 3 6,00 6,00 1,00 2,00 4,20 9,66 13,66 L2 3 4,00 6,00 1,50 2,00 4,00 9,20 13,20 L3 2B 5,00 10,00 2,00 1,00 5,00 12,00 16,00 EXERCÍCIO 33 Lajes Maciças C. CALCULO DAS CARGAS ATUANTES Cargas permanentes: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑟ó𝑝𝑟𝑖𝑜 = 𝑔1 = 0,16 𝑚 ∙ 25𝑘𝑁/𝑚 3 = 4,00 𝑘𝑁/𝑚2 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑝𝑖𝑠𝑜 = 𝑔2 = 0,02 𝑚 ∙ 18 𝑘𝑁/𝑚 3 = 0,36 𝑘𝑁/𝑚2 𝑃𝑖𝑠𝑜 = 𝑔3 = 0,20 𝑘𝑁/𝑚 2 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑔 = 𝑔1 + 𝑔2 + 𝑔3 = 4,56 𝑘𝑁/𝑚 2 Carga acidental Salas para escritório (NBR 6120: 2019): 𝑞 = 2,5 𝑘𝑁/𝑚2 Carga total 𝒑 = 𝑔 + 𝑞 = 4,56𝑘𝑁/𝑚2 + 2,5𝑘𝑁/𝑚2 ≅ 𝟕, 𝟏𝒌𝑵/𝒎𝟐 EXERCÍCIO 34 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS. A verificação do Estado Limite de Deformação excessiva (ELS- DEF) deve ser feita para as combinação de ações de serviço (item 11.8.3.1 da ABNT NBR 6118: 2014 ) (usar Combinação Quase Permanente de serviço-CQP); EXERCÍCIO 35 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS. As flechas serão calculadas sem o efeito da fissuração (flecha elástica), mas considerando o efeito da fluência; 𝑓 = 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 4 𝐸 ∙ ℎ3 ∙ 𝛼 100 , Onde 𝑓- flecha elástica; 𝑝-carregamento uniformemente distribuído sobre a placa; 𝛼-coeficiente tirada da TABELA; 𝑙𝑥-menor vão da laje; 𝐸-módulo de deformabilidade do concreto; ℎ-altura ou espessura da placa. Flecha elástica/imediata EXERCÍCIO 36 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS. O valor da flecha total no tempo infinito será aquela correspondente à CQP multiplicada por 1 + 𝛼𝑓 (item 17.3.2.12 da ABNT NBR 6118: 2014) 𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,∞ = 𝑓𝑖𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑡𝑎 ∙ (1 + 𝛼𝑓), Com 𝛼𝑓 = Δ𝜉 1 + 50 ∙ 𝜌′ Onde 𝛼𝑓- flecha diferida no tempo; 𝜌′-taxa de armadura comprimida no trecho considerado; 𝜉-coeficiente função do tempo, sendo Δ𝜉 = 𝜉 𝑡 − 𝜉 𝑡0 𝜉 𝑡 = 0,68 ∙ 0,966𝑡 ∙ 𝑡0,32 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡 ≤ 70 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 2 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡 > 70 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑡-tempo em meses quando se deseja o valor da flecha diferida; 𝑡0-idade, em meses, relativa à data de aplicação da carga de longa duração. Consideração da fluência do concreto EXERCÍCIO 37 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS. Considerar deslocamentos nas vigas: 2/3 da flecha ocorre na laje e 1/3 ocorre na viga; Os deslocamentos serão verificados em relação em relação aos limites de aceitabilidade sensorial (TABELA 13.3 da ABNT NBR 6118: 2014); EXERCÍCIO 38 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Valores limites do deslocamento (considerando 2/3 da flecha ocorre na laje) Laje 𝒍𝒙(𝒄𝒎) Flecha Limite (cm) -6118:2014 Carga Total 𝟐 𝟑 ∙ 𝒍 𝟐𝟓𝟎 Carga Acidental 𝟐 𝟑 ∙ 𝒍 𝟑𝟓𝟎 L1 600,00 1,60 1,14 L2 400,00 1,07 0,76 L3 500,00 1,33 0,95 EXERCÍCIO 39 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Valores limites do deslocamento (considerando 2/3 da flecha ocorre na laje) Laje 𝒍𝒙(𝒄𝒎) Flecha Limite (cm) -6118:2014 Carga Total 𝟐 𝟑 ∙ 𝒍 𝟐𝟓𝟎 Carga Acidental 𝟐 𝟑 ∙ 𝒍 𝟑𝟓𝟎 L1 600,00 1,60 1,14 L2 400,00 1,07 0,76 L3 500,00 1,33 0,95 2 3 ∙ 𝑙𝑥 1 250 = 2 3 ∙ 600 250 = 𝟏, 𝟔𝟎𝒄𝒎 2 3 ∙ 𝑙𝑥 1 350 = 2 3 ∙ 600 350 = 𝟏, 𝟏𝟒𝒄𝒎 EXERCÍCIO 40 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Valores limites do deslocamento (considerando 2/3 da flecha ocorre na laje) Laje 𝒍𝒙(𝒄𝒎) Flecha Limite (cm) -6118:2014 Carga Total 𝟐 𝟑 ∙ 𝒍 𝟐𝟓𝟎 Carga Acidental 𝟐 𝟑 ∙ 𝒍 𝟑𝟓𝟎 L1 600,00 1,60 1,14 L2 400,00 1,07 0,76 L3 500,00 1,33 0,95 2 3 ∙ 𝑙𝑥 1 250 = 2 3 ∙ 600 250 = 𝟏, 𝟔𝟎𝒄𝒎 2 3 ∙ 𝑙𝑥 2 250 = 2 3 ∙ 400 250 = 𝟏, 𝟎𝟕𝒄𝒎 2 3 ∙ 𝑙𝑥 3 250 = 2 3 ∙ 500 250 = 𝟏, 𝟑𝟑𝒄𝒎 2 3 ∙ 𝑙𝑥 1 350 = 2 3 ∙ 600 350 = 𝟏, 𝟏𝟒𝒄𝒎 2 3 ∙ 𝑙𝑥 2 350 = 2 3 ∙ 400 350 = 𝟎, 𝟕𝟔𝒄𝒎 2 3 ∙ 𝑙𝑥 3 350 = 2 3 ∙ 500 350 = 𝟎, 𝟗𝟓𝒄𝒎 EXERCÍCIO 41 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS FCK EM MEGA PASCAL MPA!!!! Módulo de elasticidade secante do concreto armado (em MPa, para 20 𝑀𝑃𝑎 ≤ 𝑓𝑐𝑘 ≤ 50 𝑀𝑃𝑎): 𝐸𝑐𝑠 = 𝛼𝑖 ∙ 𝛼𝐸 ∙ 5.600 𝑓𝑐𝑘, Onde: • 𝛼𝐸 = 1,2 para basalto e diabásio; • 𝛼𝐸 = 1,0 para granito e gnaisse; • 𝛼𝐸 = 0,9 para calcário; • 𝛼𝐸 = 0,7 para arenito. E • 𝛼𝑖 = 0,85 para 𝑓𝑐𝑘 = 20 𝑀𝑃𝑎. 𝑬𝒄𝒔 = 0,85 ∙ 1,00 ∙ 5.600 20 ≅ 𝟐𝟏. 𝟐𝟖𝟕 𝑴𝑷𝒂 EXERCÍCIO 42 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Combinação Quase Permanente-CQP 𝐹𝑑,𝑠𝑒𝑟 = 𝐹𝑔𝑖,𝑘 + Ψ2𝑗𝐹𝑞𝑗,𝑘 𝑃𝐶𝑄𝑃 = 𝑔 +Ψ2𝑞 𝑃𝐶𝑄𝑃 = 4,56𝑘𝑁/𝑚 2+0,4 ∙ 2,50𝑘𝑁/𝑚2 𝑷𝑪𝑷𝑸 = 𝟓, 𝟓𝟔𝒌𝑵/𝒎 𝟐 EXERCÍCIO 43 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Cálculo da flecha elástica 𝒇 = 𝒑 ∙ 𝒍𝒙 𝟒 𝑬 ∙ 𝒉𝟑 ∙ 𝜶 𝟏𝟎𝟎 𝑓1,𝑃𝐶𝑄𝑃 = (5,56 𝑘𝑁/𝑚2)(6𝑚)4 (21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 2,46 100 = 0,20𝑐𝑚, Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 𝜶 𝒇𝒊𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂𝒕𝒂 𝑭𝒍𝒆𝒄𝒉𝒂𝒔 𝑳𝒊𝒎𝒊𝒕𝒆𝒔 𝒆 𝑬𝒍á𝒔𝒕𝒊𝒄𝒂𝒔 (𝒄𝒎) 𝒇𝒕𝒐𝒕,∞ 𝒇𝒕𝒐𝒕,𝒍𝒊𝒎 𝒇𝒒 𝒇𝒒,𝒍𝒊𝒎 L1 3 6,00 6,00 1,00 2,46 0,20 0,50 1,60 0,09 1,14 L2 3 4,00 6,00 1,50 4,46 0,07 0,18 1,07 0,03 0,76 L3 2B 5,00 10,00 2,00 5,76 0,23 0,57 1,33 0,10 0,95 EXERCÍCIO 44 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Cálculo da flecha elástica 𝑓1,𝑃𝐶𝑄𝑃 = (5,56 𝑘𝑁/𝑚2)(6𝑚)4 (21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 2,46 100 = 0,20𝑐𝑚, 𝑓2,𝑃𝐶𝑄𝑃 = (5,56 𝑘𝑁/𝑚2)(4𝑚)4 (21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 4,46 100 = 0,073𝑐𝑚, 𝑓3,𝑃𝐶𝑄𝑃 = (5,56 𝑘𝑁/𝑚2)(5𝑚)4 (21.287.000𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 5,76 100 = 0,23𝑐𝑚, Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 𝜶 𝒇𝒊𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂𝒕𝒂 𝑭𝒍𝒆𝒄𝒉𝒂𝒔 𝑳𝒊𝒎𝒊𝒕𝒆𝒔 𝒆 𝑬𝒍á𝒔𝒕𝒊𝒄𝒂𝒔 (𝒄𝒎) 𝒇𝒕𝒐𝒕,∞ 𝒇𝒕𝒐𝒕,𝒍𝒊𝒎 𝒇𝒒 𝒇𝒒,𝒍𝒊𝒎 L1 3 6,00 6,00 1,00 2,46 0,20 0,50 1,60 0,09 1,14 L2 3 4,00 6,00 1,50 4,46 0,07 0,18 1,07 0,03 0,76 L3 2B 5,00 10,00 2,00 5,76 0,23 0,57 1,33 0,10 0,95 EXERCÍCIO 45 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Cálculo da flecha elástica 𝑓1(𝑞) = (2,5 𝑘𝑁/𝑚2)(6𝑚)4 (21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 2,46 100 = 0,091𝑐𝑚, 𝑓2(𝑞) = (2,5 𝑘𝑁/𝑚2)(4𝑚)4 (21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 4,46 100 = 0,033𝑐𝑚, 𝑓3(𝑞) = (2,5 𝑘𝑁/𝑚2)(5𝑚)4 (21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (0,16𝑚)3 ∙ 5,76 100 = 0,10𝑐𝑚, Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 𝜶 𝒇𝒊𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂𝒕𝒂 𝑭𝒍𝒆𝒄𝒉𝒂𝒔 𝑳𝒊𝒎𝒊𝒕𝒆𝒔 𝒆 𝑬𝒍á𝒔𝒕𝒊𝒄𝒂𝒔 (𝒄𝒎) 𝒇𝒕𝒐𝒕,∞ 𝒇𝒕𝒐𝒕,𝒍𝒊𝒎 𝒇𝒒 𝒇𝒒,𝒍𝒊𝒎 L1 3 6,00 6,00 1,00 2,46 0,20 0,50 1,60 0,09 1,14 L2 3 4,00 6,00 1,50 4,46 0,07 0,18 1,07 0,03 0,76 L3 2B 5,00 10,00 2,00 5,76 0,23 0,57 1,33 0,10 0,95 EXERCÍCIO 46 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Cálculo da flecha deferida (fluência) Supor a retirada do escoramento aos 14 dias após a concretagem da laje (𝑡0). 𝑡0 = 14 30 = 0,47 Os coeficientes 𝜉 para as idades 𝑡0 = 0,47 e para o tempo infinito são: 𝜉 𝑡0 = 0,68 ∙ 0,966 𝑡 ∙ 𝑡0,32 = 0,68 ∙ 0,9660,47 ∙ 0,470,32 = 0,53 𝜉 𝑡∞ = 2 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑓𝑖𝑥𝑜 𝑝𝑟𝑎 𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 70 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 Como não há armadura comprimida, então, 𝜌′ = 0, resultando para o fator 𝛼𝑓: 𝛼𝑓 = Δ𝜉 1 + 50 ∙ 𝜌′ = 2 − 0,53 1 = 1,47 EXERCÍCIO 47 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Cálculo da flecha deferida (fluência) A flecha total no tempo infinito será aquela correspondente à combinação quase permanente multiplicada por 1 + 𝛼𝑓 𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,∞ = 𝑓𝑖𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑡𝑎 ∙ 1 + 1,47 = 𝑓𝑖𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑡𝑎 ∙ 2,47 Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝒍𝒚(𝒎) 𝝀 𝜶 𝒇𝒊𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂𝒕𝒂 𝑭𝒍𝒆𝒄𝒉𝒂𝒔 𝑳𝒊𝒎𝒊𝒕𝒆𝒔 𝒆 𝑬𝒍á𝒔𝒕𝒊𝒄𝒂𝒔 (𝒄𝒎) 𝒇𝒕𝒐𝒕,∞ 𝒇𝒕𝒐𝒕,𝒍𝒊𝒎 𝒇𝒒 𝒇𝒒,𝒍𝒊𝒎 L1 3 6,00 6,00 1,00 2,46 0,20 0,50 1,60 0,09 1,14 L2 3 4,00 6,00 1,50 4,46 0,07 0,18 1,07 0,03 0,76 L3 2B 5,00 10,00 2,00 5,76 0,23 0,57 1,33 0,10 0,95 EXERCÍCIO 48 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Observa-se que as flechas de cada laje são bem menores que as limite, sendo possível, dessa maneira diminuir a altura das lajes. Igualando a maior das flechas com a flecha limite correspondente temos uma nova altura: 𝑝 + 𝑞 ∙ 𝑙𝑥 4 𝐸 ∙ ℎ3 ∙ 𝛼 100 = 0,0133, Portanto ℎ ≅ 0,083 𝑚 = 8,3 𝑐𝑚. Como ℎ = 𝑑 + 𝜙𝑙 2 + 𝜙𝑙 + 𝑐 = 𝑑 + 4 , adotaremos ℎ = 9 𝑐𝑚 e 𝑑 = 5 𝑐𝑚. EXERCÍCIO 49 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS Observa-se que as flechas de cada laje são bem menores que as limite, sendo possível, dessa maneira diminuir a altura das lajes. Igualando a maior das flechas (Laje 3) com a flecha limite (1,33 𝑐𝑚)correspondente temos uma nova altura: 𝒇 = 𝒑 ∙ 𝒍𝒙 𝟒 𝑬 ∙ 𝒉𝟑 ∙ 𝜶 𝟏𝟎𝟎 = 0,0133 → ℎ = 𝑝 + Ψ2𝑞 ∙ 𝑙𝑥 4 𝐸 ∙ 𝟎, 𝟎𝟏𝟑𝟑 ∙ 𝛼 100 3 ℎ = (5,56 𝑘𝑁/𝑚2) ∙ (5𝑚)4 ((21.287.000 𝑘𝑁/𝑚2)) ∙ (0,0133𝑚) ∙ 5,76 100 3 ℎ ≅ 0,089 𝑚 = 9,00 𝑐𝑚. Como ℎ = 𝑑 + 𝜙𝑙 2 + 𝜙𝑙 + 𝑐 = 𝑑 + 4 , adotaremos ℎ = 9 𝑐𝑚 e 𝑑 = 5 𝑐𝑚. EXERCÍCIO 50 Lajes Maciças D. VERIFICAÇÃO DAS FLECHAS A carga total sobre a laje deve ser recalculada para a nova altura ℎ = 9 𝑐𝑚. 𝑝 = 0,09 𝑚 ∙ 25𝑘𝑁/𝑚3 + 0,36𝑘𝑁/𝑚2 + 0,20 𝑘𝑁/𝑚2 + 2,5 𝑘𝑁/𝑚2 𝑝 = 5,31 𝑘𝑁/𝑚2 EXERCÍCIO 51 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Os momentos máximos positivo e negativo nas lajes, por unidade de comprimento (faixa unitária), são calculados pela equações indicadas com coeficientes fornecidos pela TABELA. 𝑚𝑥 = 𝜇𝑥 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , 𝑚𝑦= 𝜇𝑦 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , 𝑋𝑥 = 𝜇𝑥 ′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , 𝑋𝑦 = 𝜇𝑦 ′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 Cálculo dos momentos (𝒌𝑵 ∙ 𝒎/𝒎) 𝑚𝑥 = 𝜇𝑥 ∙ 𝑝∙𝑙𝑥 2 100 = 2,69 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2)(6,00𝑚)2 100 =5,14𝑘𝑁 ∙ 𝑚/𝑚 Laje Caso 𝑙𝑥(𝑚) 𝜆 P 𝜇𝑥 𝑚𝑥 𝜇𝑦 𝑚𝑦 𝜇𝑥 ′ 𝑥𝑥 𝜇𝑦 ′ 𝑥𝑦 L1 3 6,00 1,00 5,31 2,69 5,14 2,69 5,14 6,99 13,36 6,99 13,36 L2 3 4,00 1,50 5,31 4,73 4,02 2,25 1,91 10,41 8,84 8,06 6,85 L3 2B 5,00 2,00 5,31 5,94 7,89 1,48 1,96 12,13 16,10 - - EXERCÍCIO 52 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Os momentos máximos positivo e negativo nas lajes, por unidade de comprimento (faixa unitária), são calculados pela equações indicadas com coeficientes fornecidos pela TABELA. 𝑚𝑥 = 𝜇𝑥 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , 𝑚𝑦= 𝜇𝑦 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , 𝑋𝑥 = 𝜇𝑥 ′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 , 𝑋𝑦 = 𝜇𝑦 ′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥 2 100 Cálculo dos momentos (𝑘𝑁 ∙ 𝑚/𝑚) Laje Caso 𝑙𝑥(𝑚) 𝜆 P 𝜇𝑥 𝒎𝒙 𝜇𝑦 𝒎𝒚 𝜇𝑥 ′ 𝒙𝒙 𝜇𝑦 ′ 𝒙𝒚 L1 3 6,00 1,00 5,31 2,69 5,14 2,69 5,14 6,99 13,36 6,99 13,36 L2 3 4,00 1,50 5,31 4,73 4,02 2,25 1,91 10,41 8,84 8,06 6,85 L3 2B 5,00 2,00 5,31 5,94 7,89 1,48 1,96 12,13 16,10 - - EXERCÍCIO 53 Lajes Maciças EXERCÍCIO 54 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Os momentos máximos positivo e negativo nas lajes, por unidade de comprimento (faixa unitária), são calculados pela equações indicadas com coeficientes fornecidos pela TABELA. 𝑚𝑥 1 = 𝜇𝑥 1 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥1 2 100 = 2,69 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 6𝑚 2 100 𝑚𝑦 1 = 𝜇𝑦 1 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥1 2 100 = 2,69 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 6𝑚 2 100 𝑋𝑥 1 = 𝜇 𝑥 1′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙1𝑥 2 100 = 6,99 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 6𝑚 2 100 𝑋𝑦 1 = 𝜇𝑦 1′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥1 2 100 = 6,99 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 6𝑚 2 100 EXERCÍCIO 55 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Os momentos máximos positivo e negativo nas lajes, por unidade de comprimento (faixa unitária), são calculados pela equações indicadas com coeficientes fornecidos pela TABELA. 𝑚𝑥 2 = 𝜇𝑥 2 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥2 2 100 = 4,73 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 4𝑚 2 100 𝑚𝑦 2 = 𝜇𝑦 2 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥2 2 100 = 2,25 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 4𝑚 2 100 𝑋𝑥 2 = 𝜇 𝑥 2′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥2 2 100 = 10,41 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 4𝑚 2 100 𝑋𝑦 2 = 𝜇𝑦 2′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥2 2 100 = 8,06 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 4𝑚 2 100 EXERCÍCIO 56 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Os momentos máximos positivo e negativo nas lajes, por unidade de comprimento (faixa unitária), são calculados pela equações indicadas com coeficientes fornecidos pela TABELA. 𝑚𝑥 3 = 𝜇𝑥 3 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥2 3 100 = 5,94 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 5𝑚 2 100 𝑚𝑦 3 = 𝜇𝑦 3 ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥3 2 100 = 1,48 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 5𝑚 2 100 𝑋𝑥 3 = 𝜇 𝑥 3′ ∙ 𝑝 ∙ 𝑙𝑥3 2 100 = 12,13 ∙ (5,31𝑘𝑁/𝑚2) ∙ 5𝑚 2 100 EXERCÍCIO 57 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES (𝒃𝒘 = 𝟏 𝒎, faixa de laje). Determinação da altura útil mínima 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 2 𝑀𝑑 𝑏𝑤 ∙ 𝑓𝑐𝑑 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 2 1,4 ∙ (16,10 𝑘𝑁 ∙ 𝑚/𝑚) (1,00 𝑚) ∙ 20.000 𝑘𝑁/𝑚2 1,4 𝑑𝑚í𝑛 ≅ 0,079 𝑚 = 8,00 𝑐𝑚 EXERCÍCIO 58 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Determinação da altura final da laje: com o valor da altura mínima, determina-se a nova altura das lajes: ℎ = 𝑑 + 𝜙𝑙 2 + 𝜙𝑙 + 𝑐 = 8,00 + 1,00 2 + 1,00 + 2,50 = 12,00 Ou seja, ℎ = 12 𝑐𝑚 e 𝑑 = 8 𝑐𝑚 EXERCÍCIO 59 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Determinação do carregamento final: recalcular o carregamento para ℎ = 12 𝑐𝑚 𝑝 = 𝟎, 𝟏𝟐 𝒎 ∙ 25𝑘𝑁/𝑚2 + 0,36𝑘𝑁/𝑚2 + 0,20 𝑘𝑁/𝑚2 + 2,5 𝑘𝑁/𝑚2 𝑝 = 6,06 𝑘𝑁/𝑚2 EXERCÍCIO 60 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES MOMENTOS FINAIS NA LAJE Laje Caso 𝒍𝒙(𝒎) 𝝀 P 𝝁𝒙 m_x 𝝁𝒚 𝒎𝒚 𝝁𝒙 ′ 𝑿𝒙 𝝁𝒚 ′ 𝑿𝒚 L1 3 6,00 1,00 6,06 2,69 5,87 2,69 5,87 6,99 15,25 6,99 15,25 L2 3 4,00 1,50 6,06 4,73 4,59 2,25 4,59 10,4110,09 8,06 7,81 L3 2B 5,00 2,00 6,06 5,94 9,00 1,48 9,00 12,13 𝟏𝟖, 𝟑𝟖 - - EXERCÍCIO 61 Lajes Maciças E. CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES NAS LAJES Verificação da altura mínima para o novo momento máximo (𝑚 = 18,38 𝑘𝑁 ∙ 𝑚/𝑚) 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 2 𝑀𝑑 𝑏𝑤 ∙ 𝑓𝑐𝑑 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 2 1,4 ∙ (18,38) (1,00 ) ∙ 20.000 1,4 𝑑𝑚í𝑛 ≅ 0,084 𝑚 = 8,4 𝑐𝑚 ≅ 𝟖, 𝟎𝟎 EXERCÍCIO 62 Lajes Maciças F. CÁLCULO DAS ARMADURAS LONGITUDINAIS O cálculo da armadura é feito da mesma maneira que em vigas retangulares sob flexão simples, para uma faixa de laje de largura igual a 1,00 𝑚. Usaremos o auxílio da tabela para formulas adimensionais 𝐾𝑀𝐷 = 𝑀𝑑 𝑏𝑤 ∙ 𝑑 2 ∙ 𝑓𝑐𝑑 𝐾𝑋 = 𝑥 𝑑 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝐾𝑍 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 EXERCÍCIO 63 Lajes Maciças F. CÁLCULO DAS ARMADURAS LONGITUDINAIS O cálculo da armadura é feito da mesma maneira que em vigas retangulares sob flexão simples, para uma faixa de laje de largura igual a 1,00 𝑚. Usaremos o auxílio da tabela para formulas adimensionais. A área de aço será dada em 𝑐𝑚2/𝑚 𝐾𝑀𝐷 = 𝑀𝑑 𝑏𝑤 ∙ 𝑑 2 ∙ 𝑓𝑐𝑑 = 1,4 ∙ (5,87 𝑘𝑁 ∙ 𝑚) 1,00 𝑚 ∙ 0,08 𝑚 2 ∙ ( 20.000 𝑘𝑁/𝑚2 1,4 ) 𝐾𝑀𝐷 ≅ 0,09 → 𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎 → 𝐾𝑍 = 0,9439 Laje L1 L2 L3 Mom. 𝐦𝐱 𝐦𝐲 𝐗𝐱 𝑿𝒚 𝒎𝒙 𝒎𝒚 𝑿𝒙 𝑿𝒚 𝒎𝒙 𝒎𝒚 𝑿𝒙 kNm/m 5,87 5,87 15,25 15,25 4,59 2,18 10,09 7,81 9,00 2,24 18,38 KMD 0,0900 0,0899 0,2335 0,2335 0,0703 0,0334 0,1545 0,1196 0,1378 0,0343 0,2814 KZ 0,9439 0,9439 0,8343 0,8343 0,9570 0,9759 0,8985 0,9236 0,9194 0,9759 0,7870 𝛜(‰) 10,0000 10,0000 4,9496 4,9496 10,0000 10,0000 10,0000 10,0000 10,0000 10,0000 3,0719 𝐀𝐬 2,50 2,50 7,36 7,36 1,93 0,90 4,52 3,40 3,94 0,92 9,40 EXERCÍCIO 64 Lajes Maciças F. CÁLCULO DAS ARMADURAS LONGITUDINAIS O cálculo da armadura é feito da mesma maneira que em vigas retangulares sob flexão simples, para uma faixa de laje de largura igual a 1,00 𝑚. Usaremos o auxílio da tabela para formulas adimensionais. A área de aço será dada em 𝑐𝑚2/𝑚 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝐾𝑍 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = 1,4 ∙ (5,87 𝑘𝑁 ∙ 𝑚/𝑚) 0,9439 ∙ 0,08 𝑚 ∙ 500.000 𝑘𝑁/𝑚2 1,15 𝐴𝑠 ≅ 0,00025 𝑚 2/𝑚=2,5 𝑐𝑚2/𝑚 Laje L1 L2 L3 Mom. 𝐦𝐱 𝐦𝐲 𝐗𝐱 𝑿𝒚 𝒎𝒙 𝒎𝒚 𝑿𝒙 𝑿𝒚 𝒎𝒙 𝒎𝒚 𝑿𝒙 kNm/m 5,87 5,87 15,25 15,25 4,59 2,18 10,09 7,81 9,00 2,24 18,38 KMD 0,0900 0,0899 0,2335 0,2335 0,0703 0,0334 0,1545 0,1196 0,1378 0,0343 0,2814 KZ 0,9439 0,9439 0,8343 0,8343 0,9570 0,9759 0,8985 0,9236 0,9194 0,9759 0,7870 𝛜(‰) 10,0000 10,0000 4,9496 4,9496 10,0000 10,0000 10,0000 10,0000 10,0000 10,0000 3,0719 𝐀𝐬 2,50 2,50 7,36 7,36 1,93 0,90 4,52 3,40 3,94 0,92 9,40 EXERCÍCIO 65 Lajes Maciças
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