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AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 1 CONCRETO ARMADO I – REVISÃO PARA A PROVA QUESTÃO 01 Qual o valor da área de aço máxima permitida para uma viga retangular de base igual a 14 cm e altura útil igual 41,5 cm, solicitada por um momento fletor máximo de MK = 5500 KN.cm. Considere um cobrimento de 2,5 cm, estribos de 5,0 mm e armadura longitudinal de 10 mm. Concreto C-20 e Aço CA-50. (A) 15,10 cm² (B) 25,20 cm² (C) 20,15 cm² (D) 10,02 cm² (E) 5,01 cm² Solução: ( ) 2 2 C C C S d 2 2d S 2S S s Temos que : 14 41,5bd k k 3,1 k 3,1 k 0,027 M 1,4 5500 Assim : k M 0,027 1,4 5500 A A cm 5,01cm d 41, A 5, m 5 01c = = = = = = = = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 2 Questão 02 Para uma viga composta de estribos verticais que possui em cortante máximo de cálculo igual a Vsd = 290 KN, com as seguintes propriedades: - Concreto C-25, Feito com Britas 1 e 2 - Aço CA-50 - base da viga de 14 cm. Calcular a menor altura útil com relação ao cortante para que a mesma atenda os requisitos mínimos da NBR 6118/2014. Obs. Por simplicidade e a favor da segurança a força cortante no apoio não será reduzida conforme permitido na ABNT 6118. (A) 71,96 cm (B) 32,58 cm (C) 61,25 cm (D) 47,75 cm (E) 52,63 cm Solução: ( ) ( ) ( ) w ck 2 CKCK Rd2 w Rd2 Rd2 Rd Temos que : Vsd = 290 kN aço CA-50 Concreto C-25 b = 14 cm f 25 MPa NBR 6118 Item 17.4.2.2 : f kN / mf (MPa) V 0,27 1 b cm d 250 1,4 Substituindo : 25 2,5 V 0,27 1 14 d V 6,075 d 250 1,4 Assim : V = = − = − = ( ) 2 sd 290 V 6,075 d 290 d cm d 47,74 cm 6,075 Re sp : d 47,74 cm menor valor = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 3 Questão 03 Para uma viga bi apoiada sob flexão simples composta de estribos verticais, calcule a armadura transversal em cm²/m de acordo com o modelo I da norma ABNT NBR 6118-2014. Dados: - Carga total distribuída é 6500 kgf/m, já inclusos o peso próprio da estrutura, carga permanente e carga variável. - 1 KN = 100 kgf. - Concreto C-25, Feito com Britas 1 e 2 - Aço CA-50 - Seção da Viga 14 cm X 50 cm - Altura útil da viga de 45 cm - Cobrimento de 2 cm - Vão de Cálculo da Viga 5,5 m Obs. Por simplicidade e a favor da segurança a força cortante no apoio não será reduzida conforme permitido na ABNT 6118 (A) 8,36 cm²/m (B) 9,12 cm²/m (C) 5,85 cm²/m (D) 11,46 cm²/m (E) 7,40 cm²/m Solução: ( ) ( ) sd Rd2 sd w ck sd sd sd sd Temos que : p = 6500 kgf/m = 65 kN/m aço CA-50; Concreto C-25; b = 40 cm. f 25 MPa Viga :14 cm 50 cm d 45 cm c 2 cm L 5,5 m Roteiro : pL 65 5,5 2V pL V V kN 178,75 kN V 178,75 kN 2 2 1 Cálculo de V 2 Verificar V V V = = = = = = = = = ( ) ( ) 2 CKCK Rd2 w Rd2 Rd2 sd f kN / mf (MPa) 0,27 1 b cm d 250 1,4 Substituindo : 25 2,5 V 0,27 1 14 45 kN 273,38 kN V V 250 1,4 = − = − = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 4 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 3 3 ct,d CK ct,d 2 C ct,d w C c sw sd c sw sw c sw 0,3 0,7 0,3 0,7 f f f 25 MPa 1,28 MPa 1,4 1,4 Assim : V 0,6 f kN / m b d V 0, 3 Cálculo de V 4 Cálculo de 6 0,128 14 45 kN 48,38 kN V 48,38 kN V V V V 178.75 48,38 kN 130,37 kN V 130, V 37 5 kN = = = = = = = = − = − = = 2 2 2sw sw sw sw yd 2 s sw w V 130,37 A 100 A 100 cm / m 7,40 cm / m A 7,40 cm / m 0,9 d f 0,9 45 43, Cálcu 5 Re sp : A 7,40 cm / lo de m A = = = = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 5 Questão 04 Uma viga de seção retangular tem seu comportamento dúctil determinado pela profundidade da linha neutra. Deste modo, o calculista determina, através da altura final da seção, deduzida da área desprezada sob as ações de tração, a profundidade de cálculo da linha neutra, bem como as deformações impostas ao conjunto concreto/aço. Para uma viga bi-apoiada com as características listadas abaixo, determine o máximo carregamento distribuído que a mesma poderá suportar para que a profundidade da linha neutra seja de 12 cm (a contar da borda comprimida). Vão teórico: 7 m Seção transversal: 14 x 60 cm. Concreto C-25 Cobrimento considerado = 2,0 cm Diâmetro da armadura longitudinal à flexão = 12,5 mm Diâmetro dos estribos = 5 mm. Obs: Desprezar o engastamento elástico que possa ocorrer na ligação com os pilares de extremidade. (A) q = 15,10 KN/m (B) q = 11,66 KN/m (C) q = 10,25 KN/m (D) q = 12,34 KN/m (E) q = 13,50 KN/m Solução: AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 6 l e l e Temos que : L = 7 m Seção transversal: 14 x 60 cm. Concreto C-25 c = 2,0 cm 12,5 mm 1,25 cm 5 mm 0,5 x = 12 cm Assim: 1,25 d = h - d' h c d 60 2 0,5 cm 2 2 Assim : d 60 3,13 cm 56,87 cm d 56,87 cm Assi = = = = = − + + = − + + = − = = ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) 2 CK d w CK c c 2 2 CK c w c 2 2 m : f M 0,68 x d 0,272 x b , f 25 MPa 1,4 Assim : fqL 0,68 x d 0,272 x b 8 Substituindo : q 700 2,5 1,4 0,68 12 56,87 0,272 12 14 8 1,4 Assim : 464,06 39,17 25 85750 q 464,06 39,17 25 q kN / 85750 = − = = = − = − − = − = cm Assim : 424,89 25 q kN / cm 0,1239 kN / cm 12,39 kN / q 12,39 kN / mm 85750 = = = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 7 Questão 05 Calcule a armadura para uma viga simplesmente apoiada de vão 'l' igual a 6m, cuja seção é uma viga 'T' e que está submetida a um momento máximo encontrado no diagrama de momentos fletores de 5903 kN.m. Considerar: Aço CA-50; Concreto C-25; bf= 170 cm; hf= 20 cm; bw= 18 cm; h= 180 cm; d'= 5 cm (A) 105,22 cm² (B) 106,35 cm² (C) 138,37 cm² (D) 113,34 cm² (E) 130,02 cm². Solução: f xf xf xf cf s 2 2 f c c c x d xf x 2 o cf d h d' d 180 5 cm 175 cm d 175 cm Assim : h 20 20 0,14 0,143 k 6,2 k 0,024 0,8d 0,8 175 140 Assim : b d 170 175 5206250 k k 6,3 k 6,3 0,14 M 1,4 5903 100 826420 Assim : Flange : bd M k = − = − = = = = = = = = = = = = = = = = = ( ) 2 2 2 2o so s so so 170 18 175 kN cm 750.806 kN cm 6,2 Assim : M 750.806 A k A 0,024 cm 102,97 cm A 102,97 cm d 175 − = = = = = ( ) d 0 22 w c c s 2 2 2 s s s 2 2 s s0 s s Nervura M M M 826420 750806 75614 kN cmM 75614 kN cm 18 175b d k 7,3 k 0,12 k 0,024 M 75614 Assim : M 75614 A k 0,024 cm 10,37 cm A 10,37 cm d 175 Assim : A A A 102,97 10,37 cm 113,34 cm A 11 = − = − = = = = = = = = = = = = + = + = = 23,34 cm AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 8 QUESTÃO 06 Calcule a altura mínima necessária com relação ao cortante de uma viga de transição submetida a um cortante de cálculo igual a Vsd = 3000 kN ; aço CA-50; Concreto C-25; e base definida como 40 cm. Solução: ( ) ( ) ( ) ( ) w ck min 2 CKCK Rd2 w Rd2 Rd Temos que : Vsd = 3000 kN ; aço CA-50; Concreto C-25; b = 40 cm. f 25 MPa % 0,1026 NBR 6118 Item 17.4.2.2 : f kN / mf (MPa) V 0,27 1 b cm d 250 1,4 Substituindo : 25 2,5 V 0,27 1 40 d V 250 1,4 = = = − = − ( ) 2 Rd2 sd 17,357 d Assim : 3000 V V 17,357 d 3000 d cm d 172,84 cm 17,357 Re sp : d 172,84 cm menor valor = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 9 QUESTÃO 07 Calcule a área de aço da armadura transversal para uma viga de transição nas seguintes condições: Vsd = 2800 kN ; aço CA-50; Concreto C 30; d = 215 cm Seção da viga de 0,60 m x 2,20m (A) 20,85 cm²/m (B) 21,50 cm²/m (C) 18,56 cm²/m (D) 19,96 cm²/m (E) 17,22 cm²/m Solução: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) sd sd ck sd 2 CKCK Rd2 w Rd2 Rd2 sd Temos que : V = 2800 kN Aço CA-50 Concreto C-30 f 25 MPa Viga : 0,60 cm 2,20 cm d 215 cm Roteiro : V = 2800 kN f kN / mf (MPa) V 0,27 1 b cm d cm 250 1,4 Substituindo : V 1 Cálculo de V 2 Verificar V 0 V , = = = − = Rd2 sd 30 3,0 27 1 60 215 kN 6567,94 kN V V 250 1,4 − = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 10 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 3 3 ct,d CK ct,d 2 C ct,d w C c sw s s w w c s d c 0,3 0,7 0,3 0,7 f f f 30 MPa 1,448 MPa 1,4 1,4 Assim : V 0,6 f kN / m b d V 0,6 0,1448 60 215 kN 1.120,75 kN V 1.120,75 kN V V 3 Cálcu V V 2.800 1.120,75 kN 1.679,25 k lo de V 4 Cálculo de V N = = = = = = = = − = − = ( ) sw 2 2 2sw sw sw sw yd sw 2 sw V 1.679,25 kN V 1.679,25 kN A 100 A 100 cm / m 19,95 cm / m A 19,95 cm / m 0,9 d f 0,9 5 Cálcul 215 43,5 Re sp : A o de A 19,95 cm / m = = = = = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 11 QUESTÃO 08: Calcular a área de aço para uma viga de concreto armado de seção T com os seguintes dados: Concreto C-25; Aço CA-50; bf = 100 cm; hf = 10 cm; bw = 20 cm; Mk = 300 kNm; h = 60 cm e d’ = 5 cm. (A) 19,21 cm2 (B) 17,31 cm2 (C) 20,87 cm2 (D) 16,42 cm2 (E) 18,33 cm2 Solução: ( ) ( ) f f w k xf f xf xf c 2 f c d Dados: Concreto C-25 Aço CA-50 b = 100 cm h = 10 cm b = 20 cm M = 300 kN.m h = 60cm d' = 5cm. Cálculo de h 10 10 10 10 0,2273 0,2273 0,8d 0,8 h d' 0,8 60 5 0,8 55 44 Cálculo de k b d 100 55 k M = = = = = = = − − = = ( ) ( ) 2 3 2 2 c2 k TABELA2 2 s c s x 2 2 2s d s 302,5 10 7,2 cm / kN k 7,2 cm / kN M 1,4 300 10 Assim : k 7,2 cm / kN k 0,024 0,12 Assim : 0,024 1,4 300 10k M 1008 A cm cm d 55 A 18, m 55 33 c = = = = ⎯⎯⎯⎯→ = = = = = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 12 QUESTÃO 09 Calcular a armadura longitudinal de uma viga de seção T simplesmente apoiada de vão I igual a 5,85 m, com carga distribuída total de 45 kN/m, incluindo o peso próprio e a carga variável de utilização. Para cálculo do d’, considere a armadura mínima: estribos de 5,0 mm, armadura longitudinal de 10 mm e cobrimento nominal de 2,5 cm. Considerar: Aço CA-50; Concreto C-20; bf = 84cm; bw = 14 cm; h= 45 cm. SOLUÇÃO: ( ) c f s ck f w f e l Dados : Aço CA 50 Concreto C20 1,4 1,15 f 20 MPa b 84 cm b 14 cm h 8 cm h 45 cm Armadura 10 mm Estribo 5mm Cobrimento nominal c 2,5 cm L 5,85 m q 45 kN / m Temos que : 1 1 d h c d 45 2,5 0,5 1,0 cm 41,5 cm d 41,5cm 2 2 i − = = = = = = = = = = = = − − − = − − − = = ( ) f xf xf xf cf sf 22 k, máx k,máx d f k.máx d d Verificação do comportamento h 8 0,24 0,24 k 4,7 k 0,025 0,8d 0,8 41,5 Momento Fletor : 45 5,85qL M kN m 192,5 kN m M 19250 kN cm 8 8 Assim : M M M 1,4 19250 kN cm 26950 kN cm M 2 = = = = = = = = = = = = = = 6950 kN cm AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 13 ( ) 22 f c c c x x xf s d 2 2 2d s s s Assim : 84 41,5b d k k 5,4 k 5,4 0,21 T falsa k 0,025 M 26950 Assim : M 26950 A k 0,025 cm 16,23 cm A 16,23 cm d 41,5 = = = = = = = = = = QUESTÃO 10 Calcular a armadura longitudinal de uma viga de seção T simplesmente apoiada de vão l igual a 5,85 m, com carga distribuída total de 53 kN/m, incluindo o peso próprio e a carga variável de utilização. Para cálculo do d', considere a armadura mínima: Estribos de 5,0 mm e armadura longitudinal de 10 mm. Cobrimento nominal de 2,5 cm. Considerar: AÇO CA-50; CONCRETO C-20; bf =84 cm; bw = 14 cm; hf = 8 cm; h = 45 cm. Resp: 19,12cm² Solução: ( ) c f s ck f w f e l Dados : Aço CA 50 Concreto C20 1,4 1,15 f 20 MPa b 84 cm b 14 cm h 8 cm h 45 cm Armadura 10 mm Estribo 5mm Cobrimento nominal c 2,5 cm L 5,85 m q 45 kN / m Temos que : 1 1 d h c d 45 2,5 0,5 1,0 cm 41,5 cm d 41,5cm 2 2 i − = = = = = = = = = = = = − − − = − − − = = ( ) f xf xf xf cf sf 22 k, máx k,máx d f k.máx d d Verificação do comportamento h 8 0,24 0,24 k 4,7 k 0,025 0,8d 0,8 41,5 Momento Fletor : 53 5,85qL M kN m 226,72 kN m M 22672 kN cm 8 8 Assim : M M M 1,4 22672 kN cm 31741kN cm M = = = = = = = = = = = = = = 31741kN cm AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 14 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 22 f c c c x x xf s d 22 0 0 cf 2 20 s0 s d 0 Assim : 84 41,5b d k k 4,6 k 4,6 0,25 T verdadeira k 0,026 M 31741 ii Flange 84 14 41,5bd M kN cm 25650 kN cm M 25650 kN cm k 4,7 M 25650 A k 0,026 cm 16,07 cm d 41,5 iii Nervura M M M 31 = = = = = = − = = = = = = = = − = ( ) 22 w c c s 2 2 2 s s s 2 2 2 s s0 s s 741 25650 6091kN cm M 6091kN cm 14 41,5b d k 3,96 k 3,96 k 0,026 M 6091 Assim : M 6091 A k 0,026 cm 3,82 cm A 3,82 cm d 41,5 Assim : A A A 16,07 3,82 cm 19,89 cmA 19,89 cm − = = = = = = = = = = = = + = + = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 15 QUESTÃO 11 Calcular a armadura longitudinal de uma viga de seção T simplesmente apoiada de vão l igual a 7 m, com carga distribuída total de 81,5 kN/m, incluindo o peso próprio e a carga variável de utilização. Para calcular d’, considere a armadura mínima: estribos de 5,0 mm; armadura longitudinal de 10 mm e cobrimento de 2,5 cm. Considerar: AÇO CA-50; CONCRETO C-25; bf =74 cm; bw = 14 cm; hf = 10 cm; h = 60 cm. (A) 41,88 cm² (B) 24,46 cm² (C) 32,97 cm² (D) 18,63 cm² (E) 62,05 cm² Solução: c f s ck f w f e l Dados : Aço CA 50 Concreto C 25 1,4 1,15 f 25 MPa b 74 cm b 14 cm h 10 cm h 60 cm Armadura 10 mm Estribo 5mm Cobrimento nominal c 2,5 cm L 7 m q 81,5 kN / m Temos que : 1 1 d h c d 60 2,5 0,5 1,0 cm 56,5 cm d 56,5cm 2 2 − − = = = = = = = = = = = = − − − = − − − = = ( ) ( ) f xf xf xf cf sf 22 k, máx k,máx d f k.máx d i Verificação do comportamento h 10 0,22 0,22 k 4,7 k 0,025 0,8d 0,8 56,5 Momento Fletor : 53 5,85qL M kN m 226,72 kN m M 22672 kN cm 8 8 Assim : M M M 1,4 22672 kN cm 31741kN cm M = = = = = = = = = = = = = d 31741kN cm= AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 16 ( ) c f s ck f w f 22 k, máx k,máx Dados : Aço CA 50 Concreto C 25 1,4 1,15 f 25 MPa b 70 cm b 14 cm h 8 cm h 45 cm Armadura 10 mm Estribo 5mm Cobrimento nominal c 2,5 cm L 5,85 m q 350 kN / m Momento Fletor : 45 5,85qL M kN m M 192,5 kN m 8 8 Ass − − = = = = = = = = = = = = = = d f k.máx d d d long estribo im : M M M 1,4 192,5 kN m M 269,5 kN m M 26950 kN cm 1,0 d h c d 45 0,5 2,5 cm 45 3 cm 42 cm d 42 cm 2 2 d' h d 45 42 cm 3 cm d' 3 cm = = = = = − + + = − + + = − = = = − = − = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 17 QUESTÃO 12 Calcular a área de aço para uma viga de concreto armado de seção T com os seguintes dados: Concreto C-25; Aço CA-50; bf = 100 cm; hf = 10 cm; bw = 20 cm; Mk = 300 kNm; h = 60 cm e d’ = 5 cm. Solução: ( ) ( ) ( ) xf f xf xf c 2 2 3 2 2f c c2 d k TABELA2 c s x Cálculo de h 10 10 10 10 0,2273 0,2273 0,8d 0,8 h d' 0,8 60 5 0,8 55 44 Cálculo de k b d 100 55 302,5 10 k 7,2 cm / kN k 7,2 cm / kN M M 1,4 300 10 Assim : k 7,2 cm / kN k 0,024 0,12 Assim : = = = = = = = − − = = = = = = ⎯⎯⎯⎯→ = = ( )2 2 2s d 2 ss 0,024 1,4 300 10k M 1008 A cm cm d 5 A 18,33 cm 5 55 == = = AULAS ONLINE VIA SKYPE afonsocarioca@gmail.com / afonsocarioca@hotmail.com AFONSO CARIOCA – WHATSAPP/TELEGRAM: (62) 98618-3847 Página 18 ( ) 2d w cd d w cd w cd 2 2 d w cd w cd w cd w cd d 2 w cd w cd d Equações Téoricas : M 0,68 b x f d 0,4x M 0,68 b f d x 0,68 b f 0,4x Assim : M 0,68 b f d x 0,272 b f x 0,272 b f x 0,68 b f d x M 0 Assim : 0,272 b f x 0,68 b f d x M 0 0,27 = − = − = − − + = − + = ( ) ( ) w cd 2 w cd w cd d w cd w cd w cd 2 2 2 2d d w cd w cd 2 2 d w cd 2 b f Assim : 0,272 b f x 0,68 b f d x M 0 0,272 b f 0,272 b f 0,272 b f Assim : M M x 2,5dx 0 x 2,5dx 1,5625d 1,5625d 0,272 b f 0,272 b f Assim : M x 1,25d 1,5625d x 0,272 b f − + = − + = − + = − − = − − 2 d w cd 2 2d d 2 w cd w cd d d 2 2 w cd w cd M 1,25d 1,5625d 0,272 b f Assim : 3,6765 M M x 1,25d 1,5625d x 1,25 1,5625d 1 b f 0,425 b f d Assim : M M x 1,25d 1,25d 1 x 1,25d 1 1 0,425 b f d 0,425 b f d = − = − = − = − = − d 2 w cd Assim : M x 1,25d 1 1 0,425 b f d = − −
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