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UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 92 9. CONSIDERAÇÕES SOBRE O DETALHAMENTO DAS VIGAS DE CONCRETO ARMADO 9.1. Introdução Em uma viga de concreto armado, conhecendo-se os diagramas de esforços solicitantes, as dimensões da seção transversal e as características mecânicas do concreto e do aço, é possível determinar a armadura longitudinal necessária em cada seção. A questão agora é: deve-se calcular a armadura em todas as seções transversais? A resposta é não. Normalmente basta calcular a área da armadura nas seções de momentos extremos (positivo e negativo) para cada tramo; momento fletor positivo é aquele que produz tensão de tração na borda inferior. A partir da definição da disposição das barras nessas seções pode-se, com maior ou menor aproximação, detalhar a armadura ao longo da viga, o que garantirá que todas as seções tenham quantidade de aço suficiente. Para efetuar o detalhamento da armadura na seção transversal é preciso primeiramente escolher, a partir da área de aço calculada, a quantidade de barras longitudinais necessárias, em função da área da seção transversal de uma barra. A tabela 9.1 contém características das barras com bitolas comerciais mais empregadas em concreto armado. Destaca-se que os fios são menos rígidos que as barras. A quantidade de barras e o arranjo (posicionamento na seção transversal da viga) são definidos de modo a atender às prescrições da NBR-6118:2003, descritas nos itens seguintes. Além destas prescrições, os projetistas devem ter em mente as operações de lançamento e adensamento do concreto, de modo a permitir que o concreto penetre com facilidade em todos os vazios da viga, bem como assegurar que haja espaço para que as agulhas de vibradores possam ser introduzidas entre as barras. O engenheiro da obra, que será responsável pela operação de concretagem, deve sempre tomar alguns cuidados a fim de que durante a concretagem as propriedades essenciais sejam asseguradas. Dentro dessas propriedades destacam-se a aderência entre o aço e o concreto, homogeneidade do concreto (sem ninhos de concretagem regiões só com pedras, ou seja, com pouca ou nenhuma nata de cimento) e cobrimento mínimo da armadura. 9.2. Padronização das armaduras A padronização das armaduras é feita em função dos mecanismos resistentes admitidos no dimensionamento das peças estruturais e devem garantir uma eficiente utilização das barras de aço. As principais exigências a atender para se ter um arranjo satisfatório são: 1. A solução adotada deve levar a facilidade de montagem da armadura e da concretagem. 2. Obter consumos de concreto e de aço menores possíveis sem comprometer os aspectos de segurança especificados para o projeto das peças estruturais. 3. Antes de uma eventual ruína da peça as barras de aço devem entrar em carga, conforme previsto no projeto. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 93 4. A mobilização das resistências das armaduras não deve conduzir a risco de perda da solidariedade entre o concreto e o aço. 5. Em uso normal as peças não devem apresentar fissuração exagerada. 9.3. Arranjo básico das barras de aço em vigas Determinado em função do comportamento esperado da viga, portanto de modo a atender as premissas dos modelos mecânicos considerados no projeto. Os principais aspectos estão resumidos na figura 9.1. F = 15 kN F = 30 kN F = 50 kN F = 100 kN F = 120 kN 1. No terço central, entre as forças, as fissuras iniciam nas bordas e têm caminhamento paralelo a altura, assim as barras de aço longitudinais devem ser colocadas junto à borda mais tracionada da seção. 2. Não pode ser ignorada a interação entre o momento fletor e a força cortante. Onde ocorre força cortante a fissuração é inclinada, justificando o modelo de treliça. Essa fissuração faz com que a força de tração na armação longitudinal numa dada seção dependa do momento fletor que atua numa seção vizinha, afastada de uma distância al e a justificativa teórica encontra-se no item 8.2.3. Figura 9.1 - Desenvolvimento de um ensaio até atingir a ruína. 9.4. Barras Padronizadas UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 94 1 2 3 4 1 - barras de montagem porta-estribos 2 - barras da armadura longitudinal: a - 1a. camada, b - 2a. camada 3 - estribos: a - formação, b - configuração final 4 - barras suplementares: armadura de pele a b 1 4 2 3 b a Figura 9.2 - Tipos de barras utilizadas em vigas. 9.5. Aspectos que definem o detalhamento 9.5.1. Alojamento transversal a ah av c c Sendo: a = diâmetro do vibrador ah = distância horizontal entre barras av = distância vertical entre barras = diâmetro da armadura longitudinal t = diâmetro do estribo c = cobrimento das armaduras, considerando o valor mínimo entre a face externa do estribo e a face externa da peça de concreto. Figura 9.3 – Variáveis do alojamento transversal. 9.5.1.1. Agressividade do Ambiente A agressividade do ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atual sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de concreto. Nos projetos das estruturas correntes, a agressividade ambiental deve ser classificada de acordo com o apresentado nas tabelas 9.2 e 9.3 e pode ser avaliada, simplificadamente, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes. 9.5.1.2. Qualidade do concreto de cobrimento A durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto do cobrimento da armadura. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 95 Ensaios podem ser feitos para estabelecer os parâmetros de desempenho da durabilidade das estruturas frente ao tipo e nível de agressividade. Na falta destes ensaios e devido à existência de uma forte correspondência entre a relação água/cimento, a resistência à compressão do concreto e durabilidade, permite-se adotar os requisitos mínimos expressos na tabela 9.4. Para garantir o cobrimento mínimo (cmín), o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (cnom), que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução (∆c). Assim, as dimensões das armaduras e espaçadores devem respeitar o estabelecido na tabela 9.5, para ∆c = 10 mm. Nas obras correntes o valor da tolerância ∆c deve ser igual ou maior que 10 mm. Quando houver um adequado controle de qualidade e rígidos limites de tolerância da variabilidade das medidas durante a execução pode ser adotado ∆c = 5 mm, mas a exigência de controle rigoroso deve ser explicitada nos desenhos de projeto. Permite- se, então, a redução dos cobrimentos nominais prescritos na tabela 9.5 em 5 mm. 9.5.1.3. Espaçamentos das barras (dimensões a, av e ah) A garantia de condições satisfatórias de concretagem depende dos valores de av, ah e a compatíveis. ah feixe agregadodomáximodiâmetro allongitudinbarra ou 2,1 mm20 , onde: (feixe = . n ) av feixe agregadodomáximodiâmetro allongitudinbarra ou 5,0 mm20 , onde: (feixe = . n ) Usualmente, de acordo com o intervalo em que estão compreendidos os seus diâmetros, os agregados são classificados conforme indicado na tabela9.6. Tabela 9.6. Classificação das britas. Tipo de brita Diâmetro (mm) brita 0 4,8 a 9,5 brita 1 9,5 a 19 brita 2 19 a 25 brita 3 25 a 38 A dimensão máxima característica do agregado graúdo utilizado no concreto não pode superar em 20% a espessura nominal do cobrimento, ou seja: dmáx ≤ 1,20.cnom UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 96 O parâmetro a é função do diâmetro da agulha do vibrador de imersão. No geral são utilizados vibradores com 35 mm ou com 50 mm. É recomendável deixar uma folga nesta dimensão, de 10 mm a mais que o diâmetro da agulha do vibrador de imersão. 9.5.2. Arranjo longitudinal O arranjo longitudinal deve ser feito de modo a atender todas as condições necessárias para o desenvolvimento dos mecanismos resistentes previstos nos cálculos. Deve-se: a) efetuar a cobertura dos esforços de tração pela armadura longitudinal por meio do deslocamento do diagrama de momentos fletores, cuja justificativa teórica está apresentada na equação (8.5) e atender a todas as regras de ancoragem e de emendas dessas armaduras; b) dotar as peças das armaduras transversais necessárias; c) limitar o espaçamento máximo da armadura de cisalhamento; d) limitar o diâmetro máximo da armadura de cisalhamento e respeitar as especificações quanto os raios de dobramento mínimos dessa armação; e) respeitar as quantidades mínimas das armaduras longitudinais e transversais regulamentadas; f) dispor uma adequada armadura de pele com a finalidade de restringir a fissuração diagonal, cuja presença pode conduzir à manifestação do modo de ruptura CORTANTE-FLEXÃO. 9.5.2.1. Cobertura dos esforços de tração, ancoragem e emendas das armaduras longitudinais a) Cobertura dos esforços de tração longitudinal O mecanismo de treliça utilizado impõe que a solicitação de tração na armadura longitudinal numa seção é diferente da estimada em função do momento fletor nessa seção, como demonstram as equações abaixo: Força de tração determinada em função do momento na seção: z M R L,d Lst , Força de tração obtida admitindo-se o mecanismo de treliça: )gcotg(cot 2 V z M R dL,d Lst . Na prática determina-se a força de tração )gcotg(cot 2 V z M R dL,d Lst deslocando-se o diagrama de momentos fletores de uma quantidade aℓ para o lado mais desfavorável. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 97 A idéia é obter z M R DESLOCADO,L,d Lst , então: aVMM d,sL,dDESLOCADO,L,d , e o deslocamento dado ao diagrama é: aℓ = )gcotg(cot 2 z . O valor aℓ conforme o item 17.4.2 da NBR 6118 para o caso de estribos verticais é: aℓ = d5,0 2 d Cmax,wd max,wd , sendo wd,max e C definidos conforme o capítulo 6.4 dessas notas de aula. Na figura 9.4 indica-se como se deve proceder. Figura 9.4 – Deslocamento do diagrama de momentos fletores. Ressalta-se também a necessidade de levar uma quantidade de armadura até aos apoios, suficiente para resistir às forças de tração que aparecem por ser mobilizado o mecanismo de treliça, portanto: z M R apoio,DESLOCADO,d apoio,st , aVM d,sapoio,DESLOCADO,d d aV R apoio,sd apoio,st . UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 98 b) Ancoragens e emendas das armaduras Todas as armaduras devem ser ancoradas por aderência e o início da ancoragem começa no ponto onde a tensão atuante na barra começa ser transferida para o concreto. A extensão do trecho de ancoragem da barra (tamanho que inicia no ponto onde começa a transferência até a extremidade da barra) deve ser ℓb,nec, no mínimo, e ultrapassar a posição de tensão nula em pelo menos 10, conforme a figura 9.5. Rst,deslocado Rst A (início da ancoragem) Lb,necB (ponto de tensão nula) 10 Rst, deslocado A (início da ancoragem) Lb,nec 10 al al EI XO D E SI M ET RI A EIXO DA VIGA BARRA DA ARMAÇÃO BARRA DA ARMAÇÃO B (ponto de tensão nula) Figura 9.5 – Ancoragem das barras longitudinais. O comprimento de ancoragem da barra é ℓb,nec= ef,s calc,s 1 A A ℓb, sendo 1 um coeficiente que computa a influência da presença de ganchos nas extremidades das ancoragens (sem ganchos de extremidade 1=1, havendo gancho 1 = 0,7), As,calc é a seção de aço determinada no dimensionamento, As,ef é a seção de aço efetivamente utilizada e ℓb é o comprimento básico de ancoragem, calculado conforme as seguintes indicações: O comprimento básico de ancoragem é: bd yd b f f 4 , onde fbd é a resistência convencional de aderência, dada por fbd = 1 2 3 fctd, sendo: fctd = valor de cálculo da resistência à tração do concreto, sendo: 3 215,0 ckctd ff , com fctd e fck em MPa. 1 = 1,0 para barras lisas (CA-25 ou CA-60 usual); 1 = 1,2 para barras dentadas (CA-60 dentado); 1 = 2,25 para barras nervuradas (CA-50 usual); 2 = 1,0 para situações de boa aderência; 2 = 0,7 para situações de má aderência; 3 = 1,0 para < 32 mm; 3 = (132 - )/100 ( em mm) para > 32 mm. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 99 A qualidade da região de aderência é definida segundo as indicações da figura 9.6. Figura 9.6 – Regiões de aderência. I - região favorável para a aderência. II – região desfavorável para a aderência. Na tabela 9.7 estão apresentados alguns valores de ℓb. Tabela 9.7 – Comprimento de ancoragem básico de barras de aço CA-50, em região favorável para a aderência e diâmetro < 32 mm. fck (MPa) 32 ckctd f15,0f (MPa) fbd = 1 2 3 fctd (MPa) bd yd b f f 4 20 1,11 2,49 44 25 1,28 2,89 38 30 1,45 3,26 33 Os ganchos das extremidades das barras da armadura longitudinal de tração podem ser: As barras lisas devem possuir ganchos semicirculares. O diâmetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de tração deve ser pelo menos igual ao estabelecido na tabela 9.8, e dos estribos devem ser respeitados os diâmetros da tabela 9.9. c) Em ângulo retoa) Semi-circular Ø b) Em ângulo de 45° > 2 Ø d b Ø > 4 Ø Ø > 8 Ø d b d b UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 100 Tabela 9.8 - Diâmetro dos pinos de dobramento (db) dos ganchos das armaduras longitudinais. Bitola mm Tipo de aço CA-25 CA-50 CA-60 20 4 5 6 20 5 8 - Tabela 9.9 - Diâmetro dos pinos de dobramento dos ganchos dos estribos. Bitola mm Tipo de aço CA-25 CA-50 CA-60 10 3 t 3 t 3 t 2010 t 4 t 5 t 6 t 20 5 t 8 t - Os comprimentos retificados dos ganchos das armaduras longitudinais feitos com aço CA-50 estão indicados na tabela 9.10. Tabela 9.10 – Comprimentos retificados dos ganchos das armaduras longitudinais de aço CA-50. Diâmetro 20 10 10 12 20 15 15 15 Não se utilizam ganchos nas ancoragens de barras comprimidas. As barras de aço podem ser emendadas de diferentes formas e a mais utilizada é a emenda portraspasse. Este tipo de emenda é executado ela justaposição de duas barras ao longo de um comprimento de transmissão ℓ0 i denominado comprimento de traspasse. O emprego desse tipo de emenda não é permitido para as barras de bitola maior que 32 mm, nem para tirantes e pendurais (elementos estruturais lineares de seção inteiramente tracionada). As emendas das barras de alta aderência podem ser retas e as das barras lisas devem possuir ganchos. c) Em ângulo retoa) Semi-circular Ø b) Em ângulo de 45° > 2 Ø d b Ø > 4 Ø Ø > 8 Ø d b d b c) Em ângulo retoa) Semi-circular Ø b) Em ângulo de 45° > 2 Ø d b Ø > 4 Ø Ø > 8 Ø d b d b c) Em ângulo retoa) Semi-circular Ø b) Em ângulo de 45° > 2 Ø d b Ø > 4 Ø Ø > 8 Ø d b d b UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 101 l 01 BARRA DE ALTA ADERÊNCIA BARRA LISA l 01 Figura 9.7 – Emendas por traspasse. A extensão do trecho ℓ0 i depende de ℓb,nec e do percentual de barras emendadas numa mesma seção. Considera-se como na mesma seção transversal as emendas que se superpõem ou cujas extremidades mais próximas estejam afastadas de menos que 20% do comprimento do trecho de traspasse. l 01 > l 02 l 02 < 0,2 l 01 Figura 9.8 – Emendas por traspasse situadas na mesma seção. O percentual máximo de emendas numa mesma seção depende da conformação superficial da barra, do número de camadas de armação existentes, do diâmetro das barras e do tipo do carregamento. Na tabela 9.11 está apresentado esse percentual máximo. Tabela 9.11 – Percentual máximo de barras tracionadas emendadas numa mesma seção. Tipo de barra Situação Tipo de carregamento Estático Dinâmico Alta Aderência em uma camada 100% 100% em mais de uma camada 50% 50% Lisa < 16 mm 50% 25% 16 mm 25% 25% Quando as barras estiverem permanentemente sujeitas à compressão todas poderão ser emendadas por traspasse. O comprimento de traspasse de barra tracionada é dado por: min,t,0nec,bt,0t,0 e mim,t,0 é o maior valor entre: 30% ℓb, 15 e 20 cm. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 102 O coeficiente 0t depende do percentual de emendas existente na seção e está apresentado na tabela 9.12. Tabela 9.12 – Coeficiente 0t. Barras emendadas na mesma seção % ≤ 20 25 33 50 > 50 Valores de 0t 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 O comprimento de traspasse de barra comprimida é dado por: min,C,0nec,bC,0 e mim,C,0 é o maior valor entre: 60% ℓb, 15 e 20 cm. As emendas por traspasse necessitam de uma armação de costura disposta perpendicularmente ao comprimento de transferência, como indicado na figura 9.9. 1/3 l 0 Ast /2 Ast /2 4 1/3 l 0 150mm 150mm EMENDA TRACIONADA EMENDA COMPRIMIDA Figura 9.9 – Armadura de costura nas emendas por traspasse. Essa armação é calculada para resistir uma força igual à transmitida na emenda. Quando o diâmetro da barra emendada for < 16 mm ou a proporção de emendas na seção for < 25% as barras horizontais dos estribos das vigas, se forem suficientes, poderão ser utilizadas para esse fim. As barras de costura, quando necessárias, devem ser fechadas, tal como um pequeno estribo. 9.5.2.2. Armaduras mínimas e máximas Os elementos lineares de concreto armado devem apresentar uma quantidade máxima de armaduras de tração e de compressão (As + As’), inferior a 4% Ac, calculada na região fora da zona de emendas. As peças de concreto armado devem apresentar uma quantidade mínima de armaduras longitudinal e transversal. As quantidades mínimas de armaduras longitudinais tracionadas das vigas estão na tabela 9.13, onde mín é a taxa mecânica mínima de armadura longitudinal de flexão em vigas, dada pela equação: cdc yds mín fA fA . .min, UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 103 A armadura mínima também deve ser verificada no dimensionamento da seção a um momento mínimo dada pela expressão a seguir, respeitada a taxa mínima absoluta de 0,15%: sup,0, ..8,0 tckmínd fWM , onde: W0 é o módulo de resistência da seção transversal bruta de concreto, relativo a fibra mais tracionada. Para seções retangulares (b=largura e h=altura), tem-se W0=b.h 2/6; fctk,sup é a resistência característica superior do concreto à tração. fctk,sup = 1,3.0,30.fck 2/3 (valores em MPa). Tabela 9.13 – Taxas mínimas das armaduras das vigas (min) – aço CA-50. Forma da seção Valores de min* % fck 20 25 30 35 40 45 50 min Retangular 0,035 0,150 0,150 0,173 0,201 0,230 0,259 0,288 T (mesa comprimida) 0,024 0,150 0,150 0,150 0,150 0,158 0,177 0,197 T (mesa tracionada) 0,031 0,150 0,150 0,153 0,178 0,204 0,229 0,255 Circular 0,070 0,230 0,288 0,345 0,403 0,460 0,518 0,575 * Os valores de min estabelecidos nesta tabela pressupõem o uso de aço CA-50, c = 1,4 e s = 1,15. Caso esses fatores sejam diferentes, min deve ser recalculado com base no valor de min dado. Nas seções tipo T, a área da seção a ser considerada deve ser caracterizada pela alma acrescida da mesa colaborante. Em elementos estruturais superdimensionados pode ser utilizada armadura menor que a mínima, com valor obtido a partir de um momento fletor igual ao dobro de Md. Neste caso, a determinação dos esforços solicitantes deve considerar de forma rigorosa todas as combinações possíveis de carregamento, assim como os efeitos de retração, temperatura, deformações diferidas e recalques de apoio. Deve-se ter ainda especial cuidado com o diâmetro e espaçamento das armaduras de limitação de fissuração. Os esforços de tração junto aos apoios de vigas simples ou contínuas devem ser resistidos por uma armação longitudinal que satisfaça a condição mais severa das seguintes: a) no caso de momentos positivos na viga junto ao apoio: a determinada pelo dimensionamento; b) em apoios de extremidade para garantir a formação da biela, a quantidade de armadura necessária para resistir a solicitação d aV R apoio,sd apoio,st ; c) em apoios extremos e nos intermediários, por prolongamento de uma parte da armadura longitudinal do vão (As,vão) correspondente ao momento máximo positivo do tramo (Mvão), de modo que: - As,apoio 1/3 As,vão se Mapoio for nulo ou negativo e de valor absoluto vãoapoio M5,0M ; - As,apoio 1/4 As,vão se Mapoio for negativo e de valor absoluto vãoapoio M5,0M . UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 104 Essa armadura deve ser ancorada a partir da face do apoio com comprimento igual ou maior ao maior dos seguintes valores: ℓb,nec , (r + 5,5) sendo r o raio de dobramento do gancho de extremidade ou 60 mm. A taxa mínima de estribos verticais (perpendiculares ao eixo da viga) sb A w sw w , depende do tipo de concreto e do aço utilizado na execução dos estribos ywk ctm min,w f f 2,0 . Na tabela 9.14 estão indicados os valores de taxa mínima de aço CA- 50, para os concretos usuais. Tabela 9.14 – Valores de 100w,min para estribos de aço CA-50 em vigas. fck C 20 C 25 C 30 C 35 C 40 100w,min 0,09 0,10 0,11 0,13 0,14 O espaçamento mínimo entre estribos, medido segundo o eixo longitudinal do elemento estrutural, deve ser suficiente para permitir a passagem do vibrador, garantindo um bom adensamento da massa. O espaçamentomáximo deve atender às seguintes condições: se Vd 0,67 VRd2 , então smáx = 0,6 d 300 mm ; se Vd 0,67 VRd2 , então smáx = 0,3 d 200 mm . 9.5.3. Armadura de pele A função dessa armadura é, principalmente, minimizar os problemas decorrentes da fissuração, retração e variação de temperatura. Serve também para diminuir a abertura de fissuras de flexão na alma das vigas. A este respeito a NBR 6118 (2003) indica: “Quando a altura útil da viga ultrapassar 60 cm e o aço da armadura de tração for CA-40, CA-50 ou CA-60, deve-se dispor longitudinalmente e próxima a cada face lateral da viga, na zona tracionada, uma armadura de pele. Essa armadura, de aço com resistência igual ou superior à do aço da armadura de tração, deve ter, em cada face, seção transversal igual a 0,10% de bw h. O afastamento entre as barras não deve ultrapassar d/3 e 30 cm e a barra mais próxima da armadura de tração deve desta distar mais de 6 e menos de 20 cm”. Os afastamentos previstos em norma estão mostrados na figura 9.10. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 105 Figura 9.10 – Disposição da armadura de pele. 9.5.4. Furos e aberturas em vigas A NBR 6118 (2003) permite a existência de furos, aberturas e canalizações embutidas em peças estruturais de concreto armado desde que sejam verificados os seus efeitos na resistência e na deformação e que não ultrapassem os limites exigidos. No caso de aberturas em vigas, pilares-parede, vigas-parede e lajes, elas devem ser calculadas e detalhadas levando-se em conta as perturbações das tensões que se concentram em torno das mesmas. Toda a abertura em estruturas de concreto deve ser analisada de tal forma que a armação calculada equilibre os esforços de tração que se desenvolvem nessas regiões. 9.5.4.1. Furos que atravessam as vigas na direção da largura No caso de furos que atravessam as vigas na direção da sua largura, as verificações são dispensadas, de acordo com o item 13.2.5.1 da NBR 6118 (2003) , quando ocorrerem, simultaneamente, as seguintes situações: a) abertura em zona de tração e a uma distância da face do apoio de no mínimo 2.h, onde h é a altura da viga; b) dimensão da abertura de no máximo 12 cm e h/3; c) distância entre faces de aberturas, num mesmo tramo, de no mínimo 2.h; d) cobrimentos suficientes e não seccionamento das armaduras. 9.5.4.2. Aberturas que atravessam lajes na direção da espessura Quando os furos que atravessam as vigas na direção da altura, a NBR 6118 (2003) prescreve: - As aberturas em vigas, contidas no seu plano principal, como furos para passagem de tubulação vertical nas edificações (ver figura 9.11), não devem ter diâmetros superiores a 1/3 da largura dessas vigas nas regiões desses furos. Deve ser Seção Transversal Típica s t t t s s,pele A s1 A s2 t < d/3 30 cm < 20 cm s > 6 cm UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 106 verificada a redução da capacidade portante ao cisalhamento e à flexão na região da abertura. - A distância mínima de um furo à face mais próxima da viga deve ser no mínimo igual a 5 cm e duas vezes o cobrimento previsto nessa face. A seção remanescente nessa região, tendo sido descontada a área ocupada pelo furo, deve ser capaz de resistir aos esforços previstos no cálculo, além de permitir uma boa concretagem. - No caso de ser necessário um conjunto de furos, os furos devem ser alinhados e a distância entre suas faces deve ser de no mínimo 5 cm ou o diâmetro do furo e cada intervalo deve conter pelo menos um estribo. - No caso de elementos estruturais submetidos à torção, esses limites devem ser ajustados de forma a permitir um funcionamento adequado. Figura 9.11 – Abertura vertical em viga 9.5.4.3. Canalizações Embutidas Canalizações embutidas são aberturas segundo o eixo longitudinal de um elemento linear, contidas em um elemento de superfície ou imersas no interior de um elemento de volume. Os elementos estruturais não devem conter canalizações embutidas nos seguintes casos: a) canalizações sem isolamento adequado ou verificação especial quando destinadas à passagem de fluidos com temperatura que se afaste de mais de 15ºC da temperatura ambiente; b) canalizações destinadas a suportar pressões internas maiores que 0,3 MPa; c) canalizações embutidas em pilares de concreto, quer imersas no material ou em espaços vazios internos ao elemento estrutural, sem a existência de aberturas para drenagem. UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 107 TABELAS AUXILIARES Tabela 9.1. Características das barras de aço. FIOS (mm) BARRAS (mm) DIÂMETRO (cm) PESO (kg/m) PERÍMETRO (cm) ÁREA (cm2) 3,2 - 0,32 0,063 1,00 0,080 4,0 - 0,40 0,098 1,25 0,125 5,0 5,0 0,50 0,154 1,57 0,200 6,3 6,3 0,63 0,248 2,00 0,315 8,0 8,0 0,80 0,393 2,50 0,500 10,0 10,0 1,0 0,624 3,15 0,800 - 12,5 1,25 0,988 4,00 1,250 - 16,0 1,60 1,570 5,00 2,000 20,0 2,0 2,480 6,30 3,150 25,0 2,50 3,930 8,00 5,000 32,0 3,20 6,240 10,0 8,000 Tabela 9.2. Classes de agressividade ambiental. Classe de agressividade Agressividade Risco de deterioração da estrutura I Fraca Insignificante II Média Pequeno III Forte Grande IV Muito forte Elevado Tabela 9.3. Classes de agressividade utilizadas em edificações. MACRO-CLIMA MICRO CLIMA INTERIOR DE EDIFICAÇÃO EXTERIOR DE EDIFICAÇÃO SECO UR 65% ÚMIDO OU CICLOS DE MOLHAGEM E SECAGEM SECO UR 65% ÚMIDO OU CICLOS DE MOLHAGEM E SECAGEM Rural I I I II Urbana I II I II Marinha II III ---- III Industrial II III II III Respingos de maré ---- ---- ---- IV Submersa 3,0m ---- ---- ---- I Solo não-agressivo ---- ---- I ---- Solo agressivo ---- ---- ---- II, III ou IV UFMT - FAET - DENC - Estruturas de Concreto Armado 1 Detalhamento das vigas – VER 0 – 2012. 108 Tabela 9.4 - Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto. Concreto Tipo Classe de agressividade (Tabela 9.2) I II III IV Relação água/cimento CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 em massa CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 Classe de concreto CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40 (NBR 8953) CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40 Tabela 9.5 - Valores dos cobrimentos nominais em mm para ∆c = 10 mm. Tipo de estrutura Componente ou Classe de agressividade elemento I II III IV Concreto Armado Lajes* 20 25 35 45 Vigas e pilares 25 30 40 50 Concreto Protendido Todos 30 35 45 55 * Na face superior das lajes revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos do tipo carpete ou madeira, com argamassa de revestimento e acabamento tais como piso de alto desempenho, pisos cerâmicos e outros, admite-se cnom = e não menor que 1,5 cm.
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