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Prof. Engº Calc. Kleverton Costa Roteiro de cálculo de escadas armadas longitudinalmente: Para resolução e dimensionamento de elementos deste tipo, tenha em mãos a NBR 6120/1980 e NBR 6118/2014. 1º Passo: Calcular o carregamento distribuído (KN/m²) para a(s) lajes dos patamares e para a laje da escada. O carregamento Q (KN/m²) será a somatória de duas componentes: g+q. Onde: g = carregamento permanente admitindo o peso dos materiais constituintes. q= Carga acidental ou carga de utilização. Para calcular um carregamento de um elemento fletido qualquer (então a escada se encaixa neste tipo de elemento) basta multiplicar o peso específico do material empregado pela espessura do elemento. Exemplo: Uma laje de patamar que tenha 12 cm de espessura. g = 0,12 m * 25 KN/m³ = 3,0 KN/m² Uma laje de escada com espessura de 12 cm e degraus com altura de 18 cm. g = (0,12 m + 0,18 m / 2) * 25 KN/m³ = 5,25 KN/m² Deste modo, deve-se proceder para todos os materiais empregados na construção do elemento, neste caso a escada: Regularização (contrapiso), piso, reboco, etc. 2º Passo: Calcular o carregamento por área (KN/m²) do peitoril existente. Como o peitoril terá que suportar um carregamento imposto por norma (KN/m) para transformá-lo em KN/m², basta dividir o valor do carregamento pela largura teórica da laje da escada. Deste modo, é possível que haja mais de uma configuração para a largura teórica, a saber: Prof. Engº Calc. Kleverton Costa Caso haja avanço da laje sobre (entre) a parede de fechamento lateral e a escada for armada longitudinalmente (sem vigas inclinadas nas bordas da laje da escada) a largura da escada será tomada como a medida da laje em planta mais a metade da parede lateral. ( De CG a CG). Exemplo: Peitoril de 2,5 KN/m, largura da laje da escada de 1,50 m e largura da parede de borda de 20 cm. g = 2,5 KN/m / (1,50 m + 0,20 m /2) = 1,56 KN/m² Caso a laje seja interrompida faceando a parede lateral, a largura da escada será a própria largura em planta. Exemplo: Peitoril de 2,5 KN/m, largura da laje da escada de 1,50 m. g = 2,5 KN/m / 1,50 m = 1,67 KN/m² 3º Passo: Montar o esquema estático da escada, à favor da segurança, sem considerar a mesma como inclinada, portanto tomaremos as dimensões em planta (não em corte). Obs. Como se trata de uma laje armada em uma direção principal e reforçada transversalmente por armaduras de distribuição (os motivos já foram explanados), tomamos a faixa de 1 metro, deste modo KN/m² * 1 m = KN/m Onde “L patamar” é a medida longitudinal do patamar considerando de centro a centro e “L escada” é a medida longitudinal da laje da escada. Prof. Engº Calc. Kleverton Costa Exemplo: O patamar tem medida de 1,55 m e a viga da borda tem medida de 15 cm, então L = 1,55 m + 0,15 m / 2 = 1,625 m. Na laje da escada, quando cercada por dois patamares, basta tomar a medida em planta sem acréscimo da metade da largura das vigas de borda. 4º Passo: Cálculo do momento fletor máximo característico (Mk) e do momento fletor máximo de cálculo (Md). Há inúmeras maneiras de se calcular o momento fletor máximo de uma viga isostática (como é o caso) como carregamentos simétricos. O método convencional consiste em calcular as reações verticais, traçar o diagrama de esforço cortante – DEC, e a partir das áreas do DEC calcular o momento fletor, lembrando sempre que: Onde o cortante é nulo o momento é máximo. Um método mais rápido, quando se conhece a posição do momento fletor máximo é o método das secções. Por este método, deduzi uma fórmula para aplicação direta neste (e apenas neste) esquema estrutural (vide dedução da fórmula ao fim do roteiro): 𝐌𝐊 = 𝐪𝟏 ∗ (𝐋, 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥)² 𝟖 + (𝐪𝟐 − 𝐪𝟏) ∗ (𝐋, 𝐞𝐬𝐜𝐚𝐝𝐚)² 𝟖 + (𝐪𝟐 − 𝐪𝟏) ∗ (𝐋, 𝐞𝐬𝐜𝐚𝐝𝐚) ∗ (𝐋, 𝐩𝐚𝐭𝐚𝐦𝐚𝐫) 𝟐 Onde: q1 = Carga do patamar, (“Q” patamar, em KN/m) q2 = Carga da escada, (“Q” escada, em KN/m) L, total = Comprimento teórico total ( L, escada + 2 * L, patar, em metros) 𝑀𝑑 = 1,4 ∗ 100 ∗ 𝑀𝐾 Onde: Md = Momento máximo de cálculo (já transformado para KN.cm) Mk = Momento máximo característico (em KN.m) Prof. Engº Calc. Kleverton Costa 5º Passo: Calcular o valor da área de aço principal, As. A partir do valor do momento fletor máximo de cálculo Md (KN.cm), basta utilizar a tabela 1.1 – Flexão simples em seção retangular, da página 343, apostila do Prof. Libânio Pinheiro, para encontrar o valor da área de aço. É importante ressaltar que por se tratar de lajes o valor da largura “b”, utiliza-se 100 cm. (faixas de um metro). A altura será a espessura total da laje (do patamar) menos a altura desprezível à tração, d’. Dedução da fórmula para cálculo do momento fletor máximo (apenas para conhecimento). RVA = q1 ∗ L,total 2 + (q2 − q1) ∗ 𝐿,𝑒𝑠𝑐𝑎𝑑𝑎 2 (1) 𝑀𝑘 (𝑛𝑜 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜) = 𝑅𝑣𝑎 ∗ 𝐿 2 − 𝑞1 ∗ 𝐿 2 ∗ 𝐿 4 − (𝑞2 − 𝑞1) ∗ 𝐿,𝑒𝑠𝑐𝑎𝑑𝑎 2 ∗ 𝐿,𝑒𝑠𝑐𝑎𝑑𝑎 4 (2) Substituindo (1) em (2), temos: Mk = q1 ∗ (𝐿,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)2 2 + (q2 − q1) ∗ L, patamar ∗ 𝐿,𝑒𝑠𝑐𝑎𝑑𝑎 2 + (q2 − q1) ∗ (L,escada)² 4 − q1 ∗ (𝐿,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)² 8 − (q2 − q1) ∗ (L,total)² 8 Trocando no convenientemente L,total /2 por L,patamar + L,escada/2, teremos: 𝐌𝐊 = 𝐪𝟏 ∗ (𝐋, 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥)² 𝟖 + (𝐪𝟐 − 𝐪𝟏) ∗ (𝐋, 𝐞𝐬𝐜𝐚𝐝𝐚)² 𝟖 + (𝐪𝟐 − 𝐪𝟏) ∗ (𝐋, 𝐞𝐬𝐜𝐚𝐝𝐚) ∗ (𝐋, 𝐩𝐚𝐭𝐚𝐦𝐚𝐫) 𝟐