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1 Aderência Prof.Dr. José Luiz P. Melges Departamento de Engenharia Civil Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – UNESP Setembro de 2009 1. Introdução Aderência (“bond”): propriedade que impede escorregamento da barra de aço em relação ao concreto que a envolve. Materiais trabalham juntos deformação no aço = deformação no concreto que envolve a armadura (s = c) . fixação da barra no concreto, para que ela possa ser interrompida ADERÊNCIA ANCORAGEM definição de um comprimento suficiente para que o esforço de tração ou compressão na barra seja transferido para o concreto (comprimento de ancoragem) Aderência = composta por 3 fatores que serão vistos a seguir 2 2.1. ADERÊNCIA POR ADESÃO e Ocorre em função das ligações físico-químicas entre aço e concreto. Ex.: para separar os dois materiais, é necessário aplicar uma força Fb1 2.2. ADERÊNCIA POR ATRITO Surge quando um material tende a se deslocar em relação ao outro. Depende: rugosidade da barra e da compressão exercida pelo concreto sobre a barra (retração). Ação Fb2 é equilibrada pela resultante das tensões de aderência (τb) distribuídas ao longo da barra. 3 2.3. ADERÊNCIA MECÂNICA Ocorre em função da conformação superficial das barras (saliências ou “mossas”), gerando um engrenamento mecânico do tipo “encaixe” entre as armaduras e o concreto. De todas, é a contribuição mais importante na solidarização aço/concreto. Obs.: Mesmo uma barra lisa pode apresentar aderência mecânica, em função da rugosidade superficial, devida à corrosão e ao processo de fabricação, gerando um denteamento da superfície 4 2. Tensão de Aderência Barra: está na iminência de ser arrancada quando uma tensão última de aderência, que atua na interface do concreto e do aço, é atingida. Considera-se esta tensão como sendo uniformemente distribuída ao longo do comprimento da barra, embora, na realidade, ela não seja uniforme Obs.: Tensão de aderência: máxima tensão que o concreto suporta para segurar a barra dentro da estrutura. Tensão obtida por meio de ensaios de arrancamento. b S bdS barradalateralÁrea bbd .. R fR...f 5 FATORES QUE INFLUEM NA TENSÃO DE ADERÊNCIA: Rugosidade da barra. Diâmetro da barra Resistência do concreto Retração Posição da barra durante a concretagem Porosidade do concreto Adensamento 3. Zonas de Boa e de Má Aderência Condições de aderência são influenciadas pelos seguintes aspectos: Inclinação da barra: inclinações maiores que 45º “geram” boa aderência Altura da camada de concreto sobre a barra: peso favorece adensamento e melhora a aderência. Nível da barra em relação ao fundo da fôrma: exsudação produz porosidade mais intensa no concreto nas camadas mais altas, prejudicando a aderência. Quando se usam fôrmas deslizantes condição de aderência é ruim. 6 Boa aderência 7 4. Resistência da Aderência A resistência de aderência de cálculo entre armadura e concreto é dada pela expressão (NBR 6118, 2003, item 9.3.2.1): ctd321bd ff 8 5. Comprimento de ancoragem básico Viga em balanço. Supor que: Área de armadura no engaste (As) = = Área teoricamente necessária (As = As proj.) Tensão na barra de aço será fyd. Portanto: barra não pode ser interrompida bruscamente no apoio A, pois viga vai romper quando carregada. existe a necessidade da barra penetrar no apoio de um certo valor, dito de comprimento de ancoragem, de modo a transferir as tensões do aço para o concreto. 9 O comprimento de ancoragem básico é calculado igualando-se o esforço na barra (Rs = As fyd) com a força última de aderência (= b π fbd): bbdyd 2 bbdyds ff 4 ffA bd yd b f f . 4 10 De maneira simplificada, pode-se dizer que, a partir do ponto em que a barra não for mais necessária, basta assegurar a existência de um comprimento suplementar que garanta a transferência das tensões da barra para o concreto. 6. Comprimento de ancoragem necessário Quando a área efetiva da armadura Αs,ef é maior que a área calculada As,calc, a tensão nas barras diminui e, portanto, o comprimento de ancoragem pode ser reduzido na mesma proporção. A presença de gancho na extremidade da barra também permite a redução do comprimento de ancoragem. 11 min,b ef,s calc,s b1nec,b A A . 12 7. Ganchos das armaduras de tração • semicirculares, com ponta reta de comprimento não inferior a 2 • em ângulo de 45º (interno), com ponta reta de comprimento não inferior a 4 • em ângulo reto, com ponta reta de comprimento não inferior as 8 Os ganchos das extremidades das barras da armadura longitudinal de tração podem ser (item 9.4.2.3 da NBR 6118, 2003): Vale ressaltar que, segundo as recomendações da NBR 6118 (2003), as barras lisas deverão ser sempre ancoradas com ganchos, sendo recomendados os semicirculares. 13 Ainda segundo a NBR 6118 (2003), o diâmetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de tração deve ser pelo menos igual ao estabelecido na tabela 2. Tabela 2 – Diâmetros dos pinos de dobramento, para armadura de tração Bitola (mm) CA – 25 CA – 50 CA - 60 < 20 4 5 6 20 5 8 _ 8. Ganchos dos estribos • semicirculares ou em ângulo de 45 (interno), com ponta reta de comprimento igual a 5, porém não inferior a 5cm • em ângulo reto, com ponta reta de comprimento maior ou igual a 10, porém não inferior a 7cm A NBR 6118:2003, item 9.4.6, estabelece que a ancoragem dos estribos deve necessariamente ser garantida por meio de ganchos ou barras longitudinais soldadas. Os ganchos dos estribos podem ser: 14 O diâmetro interno da curvatura dos estribos deve ser, no mínimo, igual ao valor dado na tabela 3. Tabela 3 – Diâmetros dos pinos de dobramento, para estribos Bitola (mm) CA – 25 CA – 50 CA - 60 t 10 3 t 3 t 3 t 10 < t < 20 4 t 5 t _ t 20 5 t 8 t _ Tabela: Detalhamento dos ganchos 15 Tabela: Detalhamento dos ganchos – parte 1 Tabela: Detalhamento dos ganchos – parte 2 16 TABELA: COMPRIMENTO TOTAL DAS BARRAS COM GANCHOS comprimento calculado considerando-se a linha que passa pelo c.g. da armadura = diâmetro da barra; dob. = diâmetro interno de dobra TR = trecho reto; L1 = projeção horizontal da barra 1) GANCHO TIPO A a) Extremidade com 2 ganchos: Ltot = 2 TR + L1 + 2,142 dob. +1,142 b) Extremidade com 1 gancho: Ltot = TR + L1 + 1,071 dob. +0,571 2) GANCHO TIPO B a) Barra com ganchos nas duas extremidades: Ltot = 2 TR + L1 + 1,356 dob. + 0,356 b) Barra com gancho em uma das extremidades: Ltot = TR + L1 + 0,678 dob. +0,178 3) GANCHO TIPO C a) Barra com ganchos nas duas extremidades: Ltot = 2 TR + L1 + 0,571 dob. - 0,429 b) Barra com gancho em uma das extremidades: Ltot = TR + L1 + 0,285 dob. - 0,215 17 18 9. Ancoragem de barras comprimidas vigas (armadura comprimida, armadura dupla) pilares: nas regiões de emendas por traspasse que ocorrem no nível dos andares e nas regiões junto aos blocos de fundações 19 Barras exclusivamente comprimidas ou que tenham alternânciade solicitações (tração e compressão) devem ser ancoradas em trecho reto sem gancho. A presença do gancho gera concentração de tensões, que pode levar ao fendilhamento do concreto ou à flambagem das barras. Comportamento da ancoragem de barras comprimidas Comportamento da ancoragem de barras tracionadas 1o.) Por estar comprimido na região da ancoragem, o concreto apresenta maior integridade (está menos fissurado) do que se estivesse tracionado, e poder-se-ia admitir comprimentos de ancoragem menores. 2o) Efeito de ponta: esse fator é bastante reduzido com o tempo, pelo efeito da fluência do concreto. Na prática, esses dois fatores são desprezados. 20 Cálculo do comprimento de traspasse de barras comprimidas: (NBR 6118, 2003, item 9.5.2.3): min,c0nec,bc0 é o maior valor entre 0,6 b , 15 e 200 mm. min,c0onde 10. Emendas Emendas devem ser evitadas sempre que possível. No entanto, é comum a necessidade de se efetuar emendas nas barras de aço para atender as necessidades de detalhamento. Fundamental: garantir que ocorra a transmissão de esforços de uma barra a outra. As emendas são classificadas em 2 grupos: emendas diretas e indiretas. 21 10.1. EMENDAS DIRETAS São aquelas em que o concreto não participa da transmissão dos esforços. As barras são emendadas diretamente entre si, da seguinte forma: i) Emendas com solda; ii) Emendas com luvas rosqueadas; iii) Emendas com outros dispositivos (luvas com preenchimento metálico, prensadas, etc.) 10.2. EMENDAS INDIRETAS São aquelas que necessitam do concreto para a transmissão dos esforços de uma barra a outra. As barras estão aderidas ao concreto, e, quando tracionadas, provocam o aparecimento de bielas de concreto comprimido, que transferem a força aplicada em uma barra à outra . Existe a necessidade da colocação de uma armadura transversal à emenda com o objetivo de equilibrar essas bielas 22 Sempre que possível, usar emendas com extremidades retas, ao invés de usar extremidades com ganchos, para que possa ser evitada a possibilidade do esmagamento do concreto nessa região. A emenda por traspasse não é permitida para os seguintes casos: • barras com bitola maior que 32 mm; • tirantes e pendurais (elementos estruturais lineares de seção inteiramente tracionada); • feixes cujo diâmetro do círculo de mesma área seja superior a 45 mm. 10.2.1 Proporção das barras emendadas Emendas na mesma seção transversal: são as emendas que se superpõem ou cujas extremidades mais próximas estejam afastadas de menos que 20% do comprimento do trecho de traspasse. Obs.: para barras com diâmetros diferentes, o comprimento de traspasse deve ser calculado pela barra de maior diâmetro. 23 Tabela – Proporção máxima de barras tracionadas emendadas na mesma seção transversal 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 se tratar de armadura permanentemente comprimida ou de distribuição, todas as barras podem ser emendadas na mesma seção. 10.2.2 Comprimento de traspasse de barras tracionadas, isoladas Quando a distância livre entre barras emendadas estiver compreendida entre 0 e 4, o comprimento do trecho de traspasse, para barras tracionadas deve ser: min,t0nec,bt0t0 Onde: 0t,min é o maior valor entre 0,3 0t b , 15 e 200 mm 0t é o coeficiente tabelado dado em função da porcentagem de barras emendadas na mesma seção 24 Tabela - Valores do 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 Obs.: Já quando a distância livre entre barras emendadas for maior que 4 somar o valor da distância livre entre as barras emendadas ao comprimento calculado 0t. 10.2.3 Comprimento de traspasse de barras comprimidas • Comprimento da emenda por traspasse = = comprimento de ancoragem à compressão (item 9) • Todas as barras podem ser emendadas na mesma seção transversal. 25 10.2.4 Armadura transversal • Para transferir esforço de uma barra para outra através de bielas comprimidas de concreto existe a necessidade da colocação de uma armadura transversal à emenda com o objetivo de equilibrar essas bielas. • Como armadura transversal nessa região, podem ser levados em consideração os ramos horizontais dos estribos. a) Para barra da armadura principal tracionada • Quando < 16 mm e proporção de barras emendadas for menor que 25%, • Então armadura transversal precisa resistir a 25% da força longitudinal de uma das barras ancoradas. 26 b) Para barra da armadura principal tracionada (cont.) • Quando ≥ 16 mm ou proporção de barras emendadas for maior que 25%, • Então a armadura transversal precisa: resistir a uma força igual à de uma barra emendada, considerando os ramos paralelos ao plano da emenda. ser constituída por barras fechadas, se a distância entre as duas barras mais próximas de duas emendas na mesma seção for < 10 (onde = diâmetro da barra emendada) concentrar-se nos terços extremos da emenda. b) Para barra da armadura principal comprimida • Manter os mesmos critérios estabelecidos para o caso anterior, com pelo menos uma barra de armadura transversal posicionada 4 além das extremidades da emenda. 27 c) Para barra de armadura secundária Quando < 32 mm, deve-se ter, ao longo da emenda, uma armadura transversal capaz de resistir a 25% da força longitudinal de uma das barras ancoradas. Para diâmetros maiores ou iguais a 32 mm, ver recomendações do item 9.4.2.6.2. da NBR 6118:2003. Quando se tratar de barras comprimidas, pelo menos uma das barras constituintes da armadura transversal deve estar situada a uma distância igual a quatro diâmetros (da barra ancorada) além da extremidade da barra. 28 11. Ancoragem da armadura longitudinal em vigas de edifícios 01) Nem todas as barras da armadura longitudinal, dimensionadas para o máximo momento fletor de cálculo, necessitam chegar ao apoio. 02) Algumas delas podem ser interrompidas, economizando armadura, desde que estejam devidamente ancoradas no concreto. 03) Deve-se, no entanto, garantir que uma quantidade mínima necessária seja ancorada nos apoios. Obs.: N1: porta-estribo / N4: estribos / N2 e N3: armadura long. de tração (N2 interrompida antes de chegar ao apoio) 29 11.1. ANCORAGEM NOS APOIOS Área de armadura que deve chegar aos apoios deve ser a que for maior em relação aos itens a), b) e c). a) no caso de ocorrência de momentos positivos, a armadura obtida através do dimensionamento da seção. Ex.: b) em apoios extremos, para garantir a ancoragem da diagonal de compressão, necessita-se de uma área de armadura capaz de resistir a uma força de tração Rs dada dNface,dV d a sR Rs Vd,face é a força cortante na face do apoio; Nd é a força de tração eventualmente existente; d é a altura útil da seção transversal; a é o valor do deslocamento do diagrama de momento, que ocorre em função do comportamento de treliça de uma vigafissurada (serão fornecidos maiores detalhes nos próximos itens) A área de aço é calculada pela equação: ydscalc,s fRA 30 • Na flexão simples, o esforço a ancorar é dado por: face,ds V d a R • A armadura para resistir a esse esforço é dada por: ydscalc,s fRA c) em apoios extremos e intermediários, por prolongamento de uma parte da armadura de tração do vão (As,vão), correspondente ao máximo momento positivo do tramo (Mvão), de modo que: barras 2 3 vãoAs Asapoio Quando Então Quando Então As apoio As vão 4 barras2 31 11.1.1 Comprimento mínimo de ancoragem em apoios extremos • Em apoios extremos, para os casos (b) e (c) anteriores, a NBR 6118 (2003) prescreve que as barras devem ser ancoradas a partir da face do apoio, com comprimento mínimo dado por: mm60 )2tabela(ganchodocurvaturadaernointraioordosen,5,5r )6itemconforme(nec,b min,be • Comprimento mínimo do apoio = be,min + cobrimento • Quando houver cobrimento da barra no trecho do gancho, medido normalmente ao plano do gancho, de pelo menos 70 mm, e as ações acidentais não ocorrerem com grande freqüência com seu valor máximo, o primeiro dos três valores anteriores pode ser desconsiderado, prevalecendo as duas condições restantes. mm60 )2tabela(ganchodocurvaturadaernointraioordosen,5,5r )6itemconforme(nec,b min,be (Caso típico: viga apoiada em viga) 32 11.1.3 Armadura necessária em apoios extremos • Na expressão do comprimento de ancoragem necessário (item 6), tem-se que: • Se impusermos que: ef,s calc,s b1nec,b A A . disponível,bnec,b disponivel,b calc,sb1 nec,s A . A • Então podemos definir a área que deve efetivamente chegar ao apoio em função do comprimento de ancoragem disponível ef,snec,s AA e 33 11.1.4 Ancoragem em laço e por meio de “grampos” Quando não há espaço para ancorar as barras próximas dos apoios extremos das vigas ancoragem em laço (dobrar a barra horizontalmente, em semi-círculo, respeitando um raio mínimo de curvatura (r) que o laço deve ter). Existem casos em que é necessário colocar armadura suplementar normal ao plano da curva do laço. Quando largura da viga (b) é pequena para fazer o laço solução é adotar “grampos”. Nessas situações, os projetistas usam o conceito do “porta- estribo”. Considera-se, então, a armadura do pilar N2 como “porta- estribo”, as barras dos grampos N1 como “estribos” 34 Exemplo de utilização de grampos: armadura de flexão da viga V1 está ancorada na viga V2, mediante o auxílio de “grampos” Vista em Planta Corte 11.2. BARRAS TIRADAS DE SERVIÇO ANTES DOS APOIOS Algumas barras longitudinais podem ser interrompidas antes dos apoios. Para determinar o ponto de início de ancoragem dessas barras, há necessidade de se deslocar, de um comprimento a, o diagrama de momentos fletores de cálculo. 35 O deslocamento a fundamentado no comportamento da viga em relação à força cortante. Viga = treliça, com banzo comprimido e diagonais (bielas) formados pelo concreto, e banzo tracionado e montantes formados pela armadura longitudinal e pelos estribos. Nesse modelo há um acréscimo de esforço na armadura longitudinal de tração, que é considerado através de um deslocamento a. 11.2.1 Deslocamento a do diagrama Onde: fctd = resistência de cálculo à tração direta gcotgcot1. VV2 V da cmax,Sd max,Sd dbf6,0VV wctdcoc 3/2 ckctd f15,0f = inclinação do estribo em relação ao eixo da viga (com fck e fctd em MPa) 36 Nos casos usuais, onde a armadura transversal (estribos) é normal ao eixo da peça (α = 90º), a expressão de a resulta: cmax,Sd max,Sd VV2 V da Lembrar que: 2/daadotar,negativosvaloresPara)3 da)2 )45ainclinadosestribospara(d2,0 )90aestribos,geralcaso(d5,0 a)1 11.2.2 Trecho de ancoragem (item 18.3.2.3.1 da NBR 6118:2003) Aponto de início de ancoragem da barra (onde a tensão σs começa a diminuir) B ponto teórico de tensão σs nula. (onde começa o dobramento para as barras dobradas ou onde deve haver um comprimento reto de pelo menos 10) 37 11.2.3 Cobrimento do diagrama de Rs (ou DMF) i) Divide-se o diagrama deslocado de a em (n) faixas, onde (n) representa o nº de barras escalonadas de comprimentos diferentes. 11.2.3.1 Barras com mesmo diâmetro a) Para Armadura Tracionada ii) Cada faixa terá uma altura X igual a n/M = X máx Não precisa deslocar o diagrama do valor a. 11.2.3.1 Barras com mesmo diâmetro - cont. b) Para Armadura Comprimida (As´) n/M = X máx 38 Usar b ao invés de b,nec. A altura de cada faixa (Xi) será proporcional à área de cada barra: 11.2.3.2 Barras com diâmetros diferentes onde: As total = armadura calculada para resistir à Mmáx Asi = área da(s) barra(s) responsável por absorver o quinhão de esforço Xi. Asi . A M = Xi totals máx. Observação: esta formulação também pode ser usada para barras com mesmo diâmetro. 11.2.4 Exemplo Neste exemplo: adotar 4 barras de mesmo diâmetro para suportar momento máximo. Dividir diagrama em faixas de mesma altura. Cada faixa vai ter um comprimento () na face superior e outro na face inferior (obtido por meio de cálculo ou de um desenho em escala) 1o. Passo) Dividir o diagrama de momentos em faixas 39 2o. Passo) ) Deslocamento do diagrama de momentos fletores: a Supor que seja necessário ancorar duas barras nos apoios extremos. Escolhem-se as barras que teriam os maiores comprimentos para se estenderem ao longo de toda a viga e serem ancoradas nos apoios. É o caso das barras N1 e N2 (figura 33). 3o. Passo) Ancoragem das barras nos apoios extremos (N1 e N2) 40 “A ancoragem da barra tem início na seção onde a sua tensão σs começa a diminuir e deve prolongar-se pelo menos 10 além do ponto teórico de tensão σs nula.” 4o. Passo) Interrupção das barras N3 e N4 Para cada faixa, faz-se a seguinte análise: a) no ponto do diagrama deslocado, onde o momento começa a diminuir, deve- se somar o comprimento de ancoragem b) no ponto do diagrama deslocado, onde o momento fletor foi totalmente absorvido pela barra, soma-se o valor de 10 c) o comprimento da barra devidamente ancorada será o maior entre os comprimentos das faces inferior e superior da faixa • Barra 4 ( = faixa 4) nec,b 4 barra 2a2 )10(2a2 41 • Barra 3 ( = faixa 3) nec,b4 3 barra 2a2 )10(2a2 •Observação 1: O procedimento apresentado é válido também para as barras tracionadas posicionadas junto às bordas superiores das vigas, ou seja, aquelas que absorvem momentos fletores de cálculo negativos 42 •Observação 2: Cuidado com diagramas assimétricos QUESTÃO 3 – PROVÃO 2002 43 11.3. ANCORAGEM EM APOIOS INTERMEDIÁRIOS Se o ponto A de início de ancoragem estiver na face do apoio ou além dela e a força Rs diminuir em direção ao centro do apoio (“momento negativo”), o trecho de ancoragem deve ser medido a partir dessa face, com a força Rs dada no item 11.1.2 a) Início da ancoragem naface ou dentro do apoio 11.3. ANCORAGEM EM APOIOS INTERMEDIÁRIOS continuação Quando o diagrama de momentos fletores de cálculo (já deslocado de a) não atingir a face do apoio, as barras prolongadas até o apoio devem ter o comprimento de ancoragem marcado a partir do ponto A e, obrigatoriamente, devem ultrapassar 10 da face de apoio. b) Início da ancoragem fora do apoio 44 CUIDADO: Quando houver qualquer possibilidade da ocorrência de momentos positivos nessa região, provocados por situações imprevistas, particularmente por efeitos de vento e eventuais recalques, as barras deverão ser contínuas ou emendadas sobre o apoio. 11.4 ANCORAGEM DE VIGA ENGASTADA ELASTICAMENTE NO PILAR Sempre que no cálculo for considerada a transmissão de momento fletor da viga para o pilar, é preciso prever armaduras no nó viga/pilar que garanta a existência e transferência desse momento fletor. Podem ocorrer 2 situações em função da distribuição das tensões normais que atuam no pilar. 45 i) quando o pilar apresenta somente tensões de compressão pode-se adotar uma ancoragem comum (extremidade reta ou gancho “comum”). ii) quando o pilar apresenta tensões de tração e compressão, deve-se garantir um comprimento do trecho reto do gancho igual ao comprimento equivalente a uma emenda por traspasse, relativo a uma barra tracionada. Além disso, deve-se adotar o raio de curvatura do gancho indicado na figura. 46 LEONHARDT (1977): “a transmissão dos momentos fletores da viga para os pilares extremos contínuos provoca, na região do nó, não só esforços de tração na direção diagonal, como também altas tensões de aderência na armadura tracionada do pilar”. “Barra 1: analogia com carro que está a 100 kM/h hora e tem que dar uma ré com a mesma velocidade” (Haja aderência do pneu com o asfalto)” LEONHARDT (1977): Sugestões para o detalhamento. Armadura inclinada: deve ter área igual a metade da área da armadura a ancorar; diâmetro das barras deve ser igual a 70% do diâmetro das barras daquela armadura. Estribos do pilar: estribos do pilar devem ter o espaçamento reduzido para 10 cm (no máximo) no trecho de comprimento igual a duas vezes a largura do pilar (medida na direção da viga), acrescido da altura da viga. 47 11.5 ANCORAGEM NA EXTREMIDADE DE BALANÇOS As barras que chegam até a extremidade de um balanço deverão ser ancoradas em forma de gancho. Quando a extremidade do balanço servir de apoio para outro elemento (geralmente vigas), a armadura ancorada deverá ser capaz de resistir ao seguinte esforço Rst: O trecho efetivo disponível para ancoragem de barra vale: be = bw2 - c. Quando be < b,nec é comum recorrer-se ao uso de grampos. As barras que chegam até a extremidade de um balanço deverão ser ancoradas em forma de gancho. R V al d st d . 48 É comum, para proteger a borda livre, estender o gancho da armadura superior até a face inferior da viga, respeitados os cobrimentos. 11.6 ANCORAGEM DA ARMADURA TRANSVERSAL EM VIGAS (ESTRIBOS) A ancoragem dos estribos (das vigas e dos pilares) deve ser garantida através de ganchos nas extremidades. Estes ganchos devem ter, em cada uma de suas quinas, uma barra longitudinal de diâmetro adequado. 49 EXEMPLO – DETALHAMENTO ESCADAS Mom.Fletor QUESTÃO 1 – PROVÃO 2000 Você foi designado para fazer parte de uma equipe de um projeto de drenagem urbana. Em um dos trechos, está prevista a construção de um canal retangular em concreto, enterrado no solo, conforme mostra o croquis da Figura 1. Para efeito de cálculo estrutural, duas hipóteses devem ser verificadas (Figura 1): Hipótese I: canal vazio – deverá resistir à pressão do solo; Hipótese II: canal completamente cheio – deverá resistir à pressão da água, considerando que, tendo ocorrido um deslocamento do solo junto às paredes do canal, o solo não mais exerce pressão sobre estas paredes. 50 QUESTÃO 1 – PROVÃO 2000 - cont. Baseado nestas informações, atenda ao solicitado abaixo. a) Faça um croquis da seção transversal, mostrando onde devem ser colocadas as armaduras do canal em concreto para atender às Hipóteses I e II, identificando-as. No seu croquis, não se esqueça de indicar as armaduras longitudinais. (valor: 5,0 pontos) b) Faça um croquis da distribuição de pressão que agirá sobre uma das paredes laterais do canal quando este estiver cheio (Hipótese II),indicando os valores máximo e mínimo da pressão efetiva sobre esta parede do canal. Considere que o canal esteja totalmente cheio e em condição hidrostática. (valor: 5,0 pontos) Dados/Informações Adicionais: P = γ h, onde : P = pressão em N/m2; γ = peso específico da água em N/m3; h = altura de água em metros. solo junto às paredes do canal, o solo não mais exerce pressão sobre estas paredes. 51 QUESTÃO 3 – PROVÃO 2002 Fazendo parte de uma equipe de cálculo estrutural, você examinou o detalhamento da armadura principal (armadura de combate à flexão) de uma viga, representado esquematicamente na Figura 1, onde todas as outras armaduras (costelas, cisalhamento, etc.) foram omitidas. Você observou também que não estava indicado o comprimento das barras N3 Figura 1 - Desenho esquemático do detalhamento da armadura principal no qual estão omitidas todas as outras armaduras da viga (costelas, cisalhamento, etc.). Para determinar o comprimento das barras N3, inicialmente, você calculou e desenhou o diagrama de forças Rst da viga (forças de tração na armadura), simétrico em relação ao centro, e traçou 5 linhas paralelas ao eixo da viga, espaçadas igualmente de forma que a distância entre linhas contíguas representasse a força de tração absorvida por duas barras da armadura principal. Os comprimentos das linhashorizontais, medidos no interior do diagrama, estão indicados acima das mesmas (Figura 2). Figura 2 - Diagrama de forças de tração na armadura (forças Rst). O valor calculado para a decalagem a, com a qual o diagrama de forças Rst encontrado anteriormente precisa ser deslocado, é de 0,75 m. A ancoragem das barras ocorre em zona de boa aderência e o comprimento de ancoragem (b ) deve ser obtido considerando que a armadura efetivamente utilizada (As,ef) é igual à armadura calculada (As,cal). Os pilares possuem largura de 30 cm e o vão teórico da viga é 10 m. Segundo a NBR 6118, “o trecho da extremidade da barra de tração considerado como ancoragem tem início onde sua tensão σs começa a diminuir (o esforço começa a ser transferido para o concreto) e deve prolongar-se pelo menos 10 além do ponto teórico de tensão σs nula, não podendo em nenhum caso ser inferior ao comprimento necessário de ancoragem (b)". De acordo com o acima exposto, na armadura longitudinal de tração de peças fletidas, o trecho de ancoragem da barra terá início no ponto A (Figura 3) do diagrama de forças Rst deslocado; se a barra não for dobrada, o trecho de ancoragem se estenderá pelo menos até 10 além do ponto B.Com base nos dados acima, determine o comprimento mínimo das barras N3, de acordo com o detalhamento da Figura 1. (valor: 10,0 pontos).
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