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WBA1218_v1.0 Estruturas em concreto armado e pré-moldado Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Análise de cisalhamento Bloco 1 Bianca Lopes de Oliveira Vamos refletir? Você sabia que o emprego de estribos e armaduras em arranjo similar ao que utilizamos atualmente já fazia parte de obras em 1900 espalhadas pelo mundo? Tensão de cisalhamento – Elementos lineares • Tensão de cisalhamento: Onde τ é a tensão de cisalhamento; V é a força cortante; Q é o momento estático da área, I é momento de inércia da seção; bw é a largura da alma da viga. Figura 1 – Viga de concreto – Fissuras de cisalhamento Fonte: Clímaco (2016, p. 258). Modos de ruptura por força cortante-flexão - vigas Figura 2 – Modos de ruptura por foça cortante-flexão Fonte: Clímaco (2016, p. 259). Modelo de cálculo I – NBR 6118:2014 • Modelo de cálculo I – diagonais comprimidas com inclinação de 45 graus. • Verificação da compressão diagonal do concreto. • Onde fck é a resistência característica à compressão do concreto, fcd é a resistência de cálculo à compressão do concreto, bw é a altura da alma da viga, d é a altura útil. Modelo de cálculo I – NBR 6118:2014 • Cálculo da armadura transversal • Parcela Vc (parcela da força cortante absorvida pelos mecanismos da treliça): • Elemento tracionado – linha neutra fora da seção: nula • Flexão simples ou flexo-tração: • Flexo-compressão: Onde bw é a altura da alma da viga, d é a altura útil da seção, Mo é o valor do momento fletor que anula a tensão de compressão na borda da seção e Msdmax, o momento fletor de cálculo máximo no trecho analisado. Modelo de cálculo I – NBR 6118 • Cálculo da armadura transversal: • Onde Asw é a área de armadura transversal, d é a altura útil da seção, fywd é a tensão na armadura transversal passiva, s é o espaçamento entre os elementos da armadura transversal e α é a inclinação das armaduras transversais. Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Análise da aderência e ancoragem Bloco 2 Bianca Lopes de Oliveira Conceito - Aderência • Aderência por adesão – ligações físico-químicas. • Aderência por atrito – ensaio de arrancamento. • Aderência mecânica – saliências. Figura 3 – Tipos de aderência entre aço e concreto Fonte: Porto e Fernandes (2015, p. 45). Aderência – segundo NBR 6118 • Boa aderência em função da posição das barras: Figura 4 – Boa aderência conforme a posição das barras Fonte: Porto e Fernandes (2015, p. 46). Resistência de aderência – armadura passiva • Equação: • η1 é 1,0 para barras lisas; 1,4 para barras entalhadas; e, 2,25 para barras nervuradas. • η2 é 1,0 para situações de boa aderência e 0,7 para situações de má aderência. • η3 é para barras de diâmetro inferior a 32 mm e para barras com diâmetro igual ou superior a 32 mm: Comprimento de ancoragem básico Onde φ é o diâmetro da barra em centímetros, fyd é a tensão de escoamento do aço e fbd é a tensão de aderência: Figura 5 – Comprimento de ancoragem Fonte: Porto e Fernandes (2015, p. 46). Pode ser feita por: • Aderência. • Dispositivos mecânicos. • Combinação de ambos. Tipos de ancoragem • Por aderência: • Feixes de barras por aderência. • Por ganchos. • Por estribos. Figura 6 – Ancoragem por ganchos Fonte: Porto e Fernandes (2015, p. 50). • Por dispositivos mecânicos: • Apoios extremos. • Apoios intermediários. Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Emenda de armaduras Bloco 3 Bianca Lopes de Oliveira Emendas de armaduras • Considerar requisitos do item 9.5.1 da NBR 6118:2014. • Garantir a transferência de esforços. • Geram tensões locais. Figura 7 – Emendas de armaduras na mesma seção Fonte: Porto e Fernandes (2015, p. 55). Emenda por transpasse • Utilizada em barras com diâmetro inferior a 32 mm e não utilizada em feixe de barras com diâmetro equivalente superior a 45 mm. Figura 8 – Emenda por transpasse Fonte: Botelho e Marchetti (2015, p. 350). Emenda por transpasse • Utilizada em barras com diâmetro inferior a 32 mm e não utilizada em feixe de barras com diâmetro equivalente superior a 45 mm. • Para barras tracionadas com distância entre si de 0 a 4φ: • Onde l0t é o comprimento de transpasse, α0t é o coeficiente estipulado pela NBR 6118: 2014, lbnec é o comprimento de ancoragem. Emenda por transpasse • Para barras comprimidas. • Onde l0c é o comprimento de transpasse, lbnec é o comprimento de ancoragem. • Há limitação na quantidade de emendas por seção! Emendas • Por luvas rosqueadas: uso de um pino de união. • Por luvas prensadas: uso de prensa hidráulica. • Nesses casos realiza ensaios das barras emendas: comparar com o resultado estipulado pela NBR 7480. • Emendas por solda: • Topo por caldeamento. • Topo com eletrodo. • Transpasse com cordões de solda. • Barras justapostas. Figura 9 – Emenda por LUVA Fonte: Chiari e Moreno Jr. (2018, p. 1.328). A B C D Quiz Qual tipo de solicitação é resistida pela armadura transversal nas estruturas de concreto armado? Momento fletor. Cisalhamento. Tração. Compressão. A B C D Quiz Qual tipo de solicitação é resistida pela armadura transversal nas estruturas de concreto armado? Momento fletor. Cisalhamento. Tração. Compressão. Quiz - Resolução B) Cisalhamento. A armadura transversal é utilizada para resistir às tensões de cisalhamento. Ela auxilia para controlar o fissuramento do elemento estrutural de concreto. Teoria em Prática Bloco 4 Bianca Lopes de Oliveira Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Reflita sobre a seguinte situação • Na avaliação do estado-limite último, no dimensionamento dos elementos, são consideradas as solicitações de cortante, momento e compressão. Mas ainda assim existe a possibilidade da torção de um elemento estrutural. • A torção se refere à tendência da peça estrutural girar em torno de seu próprio eixo. Em que situação é possível verificar isso? Como agir com relação ao projeto desse elemento? Norte para a resolução • Torção de equilíbrio: Figura 10 – Viga em balanço com carregamento excêntrico Fonte: Leonhardt e Monnig (2008, p. 250). Norte para a resolução • Como resolver NBR 6118 – ELU para elementos lineares. Torção uniforme x Torção em perfis abertos de parede fina. • Análise com base em modelo de treliça espacial a partir de um elemento estrutural de seção vazada (ABNT, 2014). • Torção de compatibilidade: verificar capacidade de adaptação plástica. • Torção de equilíbrio: utilizar armadura para resistência aos esforços de tração provenientes da torção. Norte para a resolução • Tipos de rupturas devido à torção: escoamento de armaduras e esmagamento do concreto. • Ruptura por tração. • Ruptura por compressão. • Ruptura dos cantos. • Ruptura da ancoragem. Dicas do(a) Professor(a) Bloco 5 Bianca Lopes de Oliveira Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Prezado aluno, as indicações a seguir podem estar disponíveis em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login por meio do seu AVA), e outras podem estar disponíveis em sites acadêmicos (como o SciELO), repositórios de instituições públicas, órgãos públicos, anais de eventos científicos ou periódicos científicos, todos acessíveis pela internet. Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na construção da sua carreira profissional. Por isso, nós o convidamos a explorar todas as possibilidades da nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso! Leitura Fundamental Indicação de leitura 1 Este trabalho apresenta como objetivo a análise e projeto de elementos estruturais submetidos à torção, como grelhas, vigas de marquises e tabuleiros de pontes. Referência SOUZA, L. F. G. Análise e projeto de estruturas de concreto armado comseções genéricas sujeitas à torção. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019. Indicação de leitura 2 Este trabalho faz um comparativo entre o nível de confiabilidade do dimensionamento para vigas de concreto armado em função da norma utilizada, no caso NBR 6118: 2014 e a ACI 318/2019, para o estado-limite último de flexão. Ele avalia a influência dos parâmetros de projeto, em função da carga, altura da seção e resistência à compressão utilizada. Referência HONSCHA, M. L. Estudo comparativo do nível de confiabilidade obtido em vigas de concreto armado projetadas segundo as normas NBR 6118:2014 e ACI 318-19. Dissertação (Mestrado de Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2020. Dica do(a) Professor(a) Assista à live pelo canal IBRACON transmitida no dia 30 de julho de 2020: Métodos das bielas e método das tensões aplicadas a estruturas de concreto. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. BOTELHO, M. H. C.; MARCHETTI, O. Concreto armado: eu te amo. Editora Blucher, 2015. CHIARI, V. G.; MORENO JUNIOR, A. L. Avaliação experimental de luvas para emendas mecânicas de barras de aço em estruturas de concreto armado. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, v. 11, p. 1326-1353, 2018. CLÍMACO, J. C. T. S. Estruturas de concreto armado: fundamentos de projeto, dimensionamento e verificação. 3 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. LEONHARDT, F.; MÖNNIG, E. Construções de concreto, vol. 1: princípios básicos do dimensionamento de estruturas de concreto armado. Rio de Janeiro: Interciência, 2008. PORTO, T. B.; FERNANDES, D. S. G. Curso básico de concreto armado: conforme NBR 6118/2014. São Paulo: Oficina de Textos, 2015. Referências HONSCHA, M. L. Estudo comparativo do nível de confiabilidade obtido em vigas de concreto armado projetadas segundo as normas NBR 6118:2014 e ACI 318-19. Dissertação (Mestrado de Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2020. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/219145. Acesso em: 27 fev. 2023. SOUZA, L. F. G. Análise e projeto de estruturas de concreto armado com seções genéricas sujeitas à torção. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019. Disponível em: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11837 . Acesso em: 27 fev. 2023. Referências Bons estudos! Estruturas em concreto armado e pré-moldado Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Vamos refletir? Tensão de cisalhamento – Elementos lineares Modos de ruptura por força cortante-flexão - vigas Modelo de cálculo I – NBR 6118:2014 Modelo de cálculo I – NBR 6118:2014 Modelo de cálculo I – NBR 6118 Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Conceito - Aderência Aderência – segundo NBR 6118 Resistência de aderência – armadura passiva Comprimento de ancoragem básico Tipos de ancoragem Cálculo e detalhamento de estruturas de concreto armado Emendas de armaduras Emenda por transpasse Emenda por transpasse Emenda por transpasse Emendas Quiz Quiz Quiz - Resolução Teoria em Prática Reflita sobre a seguinte situação Norte para a resolução Norte para a resolução Norte para a resolução Dicas do(a) Professor(a) Número do slide 30 Indicação de leitura 1 Indicação de leitura 2 Dica do(a) Professor(a) Referências Referências Bons estudos!