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Prof. Claydson Moro 1 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Sumário 1 PLANTA DE FORMA ....................................................................................................................... 3 2 PRÉ-DIMENSIONAMENTO ............................................................................................................. 4 2.1 LAJES ....................................................................................................................................... 4 2.1.1 LAJE L1 .............................................................................................................................. 4 2.1.2 LAJE L2 – Balanço ............................................................................................................. 4 2.1.3 LAJE L3 .............................................................................................................................. 4 2.1.4 LAJE L4 .............................................................................................................................. 5 2.1.5 LAJE L5 .............................................................................................................................. 5 2.1.6 LAJE L6 .............................................................................................................................. 5 2.1.7 LAJE L7 .............................................................................................................................. 5 2.2 VIGAS ....................................................................................................................................... 7 2.2.1 VIGA V.1 / V.2 / V.3 / V.4.................................................................................................... 7 2.2.2 V.5 ...................................................................................................................................... 7 2.2.3 V.6 ...................................................................................................................................... 8 2.2.4 V.7 / V.8 .............................................................................................................................. 8 Resumo ....................................................................................................................................... 9 2.3 PILARES ................................................................................................................................. 10 3 REAÇÕES DAS LAJES EM VIGAS ............................................................................................... 13 3.1 LAJE L1 ................................................................................................................................... 13 3.2 LAJE L2 ................................................................................................................................... 13 3.3 LAJE L3 ................................................................................................................................... 14 3.4 LAJE L4 ................................................................................................................................... 14 3.5 LAJE L5 ................................................................................................................................... 14 3.6 LAJE L6 ................................................................................................................................... 15 3.7 LAJE L7 ................................................................................................................................... 15 4 MOMENTOS .................................................................................................................................. 18 4.1 Lajes ........................................................................................................................................ 18 4.1.1 LAJE L1 ............................................................................................................................ 18 4.1.2 LAJE L2 ............................................................................................................................ 18 4.1.3 LAJE L3 ............................................................................................................................ 19 4.1.4 LAJE L4 ............................................................................................................................ 19 4.1.5 LAJE L5 ............................................................................................................................ 20 4.1.6 LAJE L6 ............................................................................................................................ 20 4.1.7 LAJE L7 ............................................................................................................................ 20 4.2 Balanceamento de Momentos ................................................................................................. 24 Prof. Claydson Moro 2 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 4.2.1 SEÇÃO A .......................................................................................................................... 24 4.2.2 SEÇÃO B .......................................................................................................................... 25 4.2.3 SEÇÃO C ......................................................................................................................... 25 4.2.4 SEÇÃO D ......................................................................................................................... 26 5 Dimensionamento a flexão ............................................................................................................ 28 5.1 Lajes ........................................................................................................................................ 28 5.1.1 Armadura mínima ............................................................................................................. 28 5.1.2 Momento mínimo .............................................................................................................. 29 5.1.3 Dimensionamento à Flexão .............................................................................................. 30 5.1.4 Momentos Positivos.......................................................................................................... 31 5.1.5 Momentos negativos ........................................................................................................ 32 5.1.6 Detalhamento das armaduras das Lajes .......................................................................... 35 6 VIGAS ............................................................................................................................................ 36 6.1 V.3 ........................................................................................................................................... 36 6.1.1 Esquema Estrutural e Carregamentos ............................................................................. 36 6.1.2 Diagramas de esforços internos ....................................................................................... 37 6.2 Dimensionamento ................................................................................................................... 38 6.2.1 Armadura Mínima ............................................................................................................. 38 6.2.2 Dimensionamento a Flexão ..............................................................................................38 a) Momentos negativos .......................................................................................................... 38 b) Momentos positivos ............................................................................................................ 39 6.2.3 Dimensionamento à força cortante ................................................................................... 40 6.2.4 Ajuste do d da viga ........................................................................................................... 42 a) Momentos negativos .......................................................................................................... 43 b) Momentos positivos ............................................................................................................ 44 7 DETALHAMENTO ......................................................................................................................... 45 7.1 Armadura Longitudinal ............................................................................................................ 45 7.2 Decalagem .............................................................................................................................. 45 7.2.1 Detalhamento das barras longitudinais ............................................................................ 47 Prof. Claydson Moro 3 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 1 PLANTA DE FORMA Figura 1 - Planta de Forma Prof. Claydson Moro 4 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 2 PRÉ-DIMENSIONAMENTO 2.1 LAJES Os pré-dimensionamentos das lajes são realizados conforme item 5.1 da apostila de Estruturas de concreto Armado. 2.1.1 LAJE L1 𝜆 = 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 1050 240 = 4,375 > 2 − 𝑳𝒂𝒋𝒆 𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝟏 𝒅𝒊𝒓𝒆çã𝒐 𝑑 = 𝐿(0,028 − 0,006. ∑ 𝐿𝑒𝑛𝑔 𝑈 ) 𝑑 = 240 (0,028 − 0,006. 520 2580 ) = 6,43𝑐𝑚 ℎ = 6,43 + 2,5 + 0,5 = 9,43𝑐𝑚 ≅ 10𝑐𝑚 2.1.2 LAJE L2 – Balanço 𝑑 = 2𝐿𝑏𝑎𝑙 . 0,028 𝑑 = 2𝑥130(0,028) = 7,28𝑐𝑚 ℎ = 7,28 + 2,5 + 0,5 = 10,28𝑐𝑚 ≅ 10𝑐𝑚 2.1.3 LAJE L3 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 − 𝑳𝒂𝒋𝒆 𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝟐 𝒅𝒊𝒓𝒆çõ𝒆𝒔 λ=1,25 𝑑 = 𝐿(0,028 − 0,006. ∑ 𝐿𝑒𝑛𝑔 𝑈 ) L 0,67 x ly = 0,67x520 = 348,4 cm Adotar o menor dos dois valores Lx = 420 cm L = 348,4 cm 𝑑 = 348,4 (0,028 − 0,006. 1460 1880 ) = 8,13𝑐𝑚 ℎ = 8,13 + 2,5 + 1,0 = 11,63𝑐𝑚 ≅ 12 𝑐𝑚 Prof. Claydson Moro 5 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 2.1.4 LAJE L4 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 − 𝑳𝒂𝒋𝒆 𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝟐 𝒅𝒊𝒓𝒆çõ𝒆𝒔 λ=1,25 𝑑 = 𝐿(0,028 − 0,006. ∑ 𝐿𝑒𝑛𝑔 𝑈 ) L 0,67 x ly = 0,67x520 = 348,4 cm Adotar o menor dos dois valores Lx = 420 cm L = 348,4 cm 𝑑 = 348,4 (0,028 − 0,006. 0 1880 ) = 9,75𝑐𝑚 ℎ = 9,75 + 2,5 + 1,0 = 13,25 𝑐𝑚 ≅ 14𝑐𝑚 2.1.5 LAJE L5 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 − 𝑳𝒂𝒋𝒆 𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝟐 𝒅𝒊𝒓𝒆çõ𝒆𝒔 λ=1,25 𝑑 = 𝐿(0,028 − 0,006. ∑ 𝐿𝑒𝑛𝑔 𝑈 ) L 0,67 x ly = 0,67x520 = 348,4 cm Adotar o menor dos dois valores Lx = 420 cm L = 348,4 cm 𝑑 = 348,4 (0,028 − 0,006. 1360 1880 ) = 8,24𝑐𝑚 ℎ = 8,24 + 2,5 + 1,0 = 11,74 𝑐𝑚 ≅ 12𝑐𝑚 2.1.6 LAJE L6 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 − 𝑳𝒂𝒋𝒆 𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝟐 𝒅𝒊𝒓𝒆çõ𝒆𝒔 λ=1,25 𝑑 = 𝐿(0,028 − 0,006. ∑ 𝐿𝑒𝑛𝑔 𝑈 ) L = 348,4 cm 𝑑 = 348,4 (0,028 − 0,006. 940 1880 ) = 8,71𝑐𝑚 h = 8,71 + 2,5 + 1,0 = 12,21 cm ≅12 cm 2.1.7 LAJE L7 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 240 = 2,17 > 2 − 𝑳𝒂𝒋𝒆 𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝟏 𝒅𝒊𝒓𝒆çõ𝒆𝒔 L 0,67 x ly = 0,67x520 = 348,4 cm Adotar o menor dos dois valores Prof. Claydson Moro 6 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Lx = 220 cm L = 220 cm 𝑑 = 𝐿(0,028 − 0,006. ∑ 𝐿𝑒𝑛𝑔 𝑈 ) 𝑑 = 220 (0,028 − 0,006. 520 1460 ) = 5,69𝑐𝑚 h = 5,69 + 2,5 + 0,5 = 8,69 cm ≅ 9cm PARA UNIFORMIZAÇÃO DAS LAJES, E MELHORIA NA ARMAÇÃO ENTRE LAJES, ADOTAREMOS h=12 cm PARA TODAS AS LAJES, EXCETO LAJE 4. L1 = 12 cm L2 = 12 cm L3 = 12 cm L4 = 14 cm L5 = 12 cm L6 = 12 cm L7 = 12 cm Prof. Claydson Moro 7 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 2.2 VIGAS Os pré-dimensionamentos das vigas são realizados conforme item 5.2 da apostila de Estruturas de concreto Armado. 2.2.1 VIGA V.1 / V.2 / V.3 / V.4 > 𝑙0 12 hviga= 500 12 = 41,67 ≡ 45 𝑐𝑚 2.2.2 V.5 > 𝑙0 10 hviga= 500 10 = 50 ≅ 50 𝑐𝑚 Prof. Claydson Moro 8 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 2.2.3 V.6 >𝑙0 12 hviga= 400 12 = 33,33 ≡ 35𝑐𝑚 2.2.4 V.7 / V.8 Prof. Claydson Moro 9 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado >𝑙0 12 hviga= 400 12 = 33,33 ≅ 35𝑐𝑚 𝑙𝑏𝑎𝑙 5 hviga= 220 5 = 44 ≅ 45 𝑐𝑚 (Adotado) Resumo V.1 / V.2 / V.3 / V.4 - 20x45 V.5 - 20x50 V.6 - 20x35 V.7 / V.8 - 20x45 Prof. Claydson Moro 10 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 2.3 PILARES Os pré-dimensionamentos das vigas são realizados conforme item 5.3 da apostila de Estruturas de concreto Armado, utilizando as seguintes premissas de cálculo: Nº de andares 10 Classe de agressividade Ambiental II (Urbano) Classe do concreto 25 MPa Abaixo é apresentado a planta de forma, com as áreas de influência de seus respectivos pilares. Figura 2 - Áreas de Influência dos Pilares Prof. Claydson Moro 11 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado A tabela abaixo apresenta o resumo dos resultados do pré-dimensionamento dos pilares, sendo determinado pelo método simplificado de cálculo, onde se considera uma carga distribuída uniformemente na área de influência do pilar, neste caso 10 kN/m². Nesta consideração estão incluídos o peso próprio da estrutura, revestimento, sobrecarga e alvenaria. Por ser estimado, pode apresentar discrepâncias da realidade. Para o pré-dimensionamento dos pilares, foi considerado as seguintes formulações: N° Andares 10 fck 2,50 kN/cm² CAA II fcd 1,79 kN/cm² MÉTODO SIMPLIFICADO PILARES Ainf (m²) F (kN/m²) Ftotal (kN) b (cm) h (cm) h adotado (cm) P1 3,68 10 393,76 20 22,05 25 P2 6,95 10 743,65 20 41,64 45 P3 3,68 10 393,76 20 22,05 25 P4 11,59 10 1240,13 20 69,45 70 P5 16,87 10 1805,09 20 101,09 100 P6 8,92 10 954,44 20 53,45 55 P7 11,59 10 1240,13 20 69,45 70 P8 21,5 10 2300,5 25 103,06 105 P9 11,38 10 1217,66 20 68,19 70 P10 8,63 10 923,41 20 51,71 55 P11 17,22 10 1842,54 20 103,18 100 P12 11,99 10 1282,93 20 71,84 70 Prof. Claydson Moro 12 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 3 - Planta de Forma com as dimensões pré-dimensionadas Prof. Claydson Moro 13 Material Didático Registrado Direitosautorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 3 REAÇÕES DAS LAJES EM VIGAS Cargas para as lajes L1 / L2 / L3 / L5 / L6 / L7 𝑔𝑝𝑝 = 0,12x 25 = 3,0kN/m² 𝑔𝑟𝑒𝑣 = 0,85 + 0,35 = 1,20 kN/m² 𝑞 = 1,50 kN/m² 𝑝 = 5,70 kN/m² Cargas para a laje L4 𝑔𝑝𝑝 = 0,14 x 25+= 3,50 kN/m² 𝑔𝑒𝑛𝑐ℎ= 0,31 x 8 = 2,48 kN/m² 𝑔𝑟𝑒𝑣 = 0,85 + 0,35 = 1,20 kN/m² 𝑞 = 1,50 kN/m² 𝑝 = 8,68 kN/m² 3.1 LAJE L1 lx=2,40m (Vão teórico) Reações As reações abaixo, estão conforme item 11.6 da apostila. Condição de apoiado-engastado 𝑅 = 5 8 5,70 𝑥 2,40 = 8,55 𝑘𝑁/𝑚 𝑅 = 3 8 5,70 𝑥 2,40 = 5,13 𝑘𝑁/𝑚 Condição de bi-apoiado 𝑅 = 5,70 𝑥 2,40 2 = 6,84 𝑘𝑁/𝑚 3.2 LAJE L2 As reações para lajes em balanço são apresentadas no item 11.6.1 da apostila. lx=1,30m (l Balanço) Reações 𝑅 = 5,7 × 1,30 = 7,41 𝑘𝑁/𝑚 Prof. Claydson Moro 14 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 3.3 LAJE L3 As reações por tabelas podem ser determinadas conforme Tab.11.3, da apostila. 𝜆 = 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 ly=5,20m (Vão teórico da viga V2a e V3a) lx=4,20m (Vão teórico da viga V6b e V7c) Laje Tipo “C2” νy=1,71 ν’x=3,42 ν’y=2,5 Reações 𝑉𝑦 = 1,71 5,7.4,2 10 = 4,09 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑥 = 3,42 5,7.4,2 10 = 8,19 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑦 = 2,5 5,7.4,2 10 = 5,98 𝑘𝑁/𝑚 3.4 LAJE L4 𝜆 = 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 ly=5,20m (Vão teórico da viga V2b e V3b) lx=4,20m (Vão teórico da viga V7c e V8c) Laje Tipo “A1” νx= 3,00 νy= 2,50 Reações 𝑉𝑥 = 3,00 8,68.4,2 10 = 10,94 𝑘𝑁/𝑚 𝑉𝑦 = 2,50 8,68.4,2 10 = 9,11 𝑘𝑁/𝑚 3.5 LAJE L5 𝜆 = 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 ly=5,20m (Vão teórico da viga V3a e V4a) lx=4,20m (Vão teórico da viga V6a e V7b) Reações Laje Tipo “B3” νx= 2,13 ν’x= 3,13 ν’y= 3,17 Prof. Claydson Moro 15 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 𝑉𝑥 = 2,13 5,7.4,2 10 = 5,10 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑥 = 3,13 5,7.4,2 10 = 7,49 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑦 = 3,17 5,7.4,2 10 = 7,59 𝑘𝑁/𝑚 3.6 LAJE L6 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 λ=1,25 ly=5,20m (Vão teórico da viga V3b e V4b) lx=4,20m (Vão teórico da viga V7b e V8b) Reações Laje Tipo “B2” νx= 2,60 νy= 2,17 ν’x = 3,80 ν’y= 3,17 𝑉𝑥 = 2,60 5,7.4,2 10 = 6,22 𝑘𝑁/𝑚 𝑉𝑦 = 2,17 5,7.4,2 10 = 5,19 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑥 = 3,80 5,7.4,2 10 = 9,10 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑦 = 3,17 5,7.4,2 10 = 7,59 𝑘𝑁/𝑚 3.7 LAJE L7 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 220 = 2,16 > 2 ly=5,20m (Vão teórico da viga V4b e V5) lx=2,20m (Vão teórico da viga V7a e V8a) Laje Tipo “B1” Reações (adotado pela tabela λ>2,00) νx= 4,38 νy= 1,83 Prof. Claydson Moro 16 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado ν’x = 6,25 𝑉𝑥 = 4,38 5,7.2,2 10 = 5,49 𝑘𝑁/𝑚 𝑉𝑦 = 1,83 5,7.2,2 10 = 2,29 𝑘𝑁/𝑚 𝑉′𝑥 = 6,25 5,7.2,2 10 = 7,84 𝑘𝑁/𝑚 As reações abaixo, estão conforme item 11.6 da apostila. Condição de apoiado-engastado 𝑅 = 5 8 5,70 𝑥 2,20 = 7,83 𝑘𝑁/𝑚 𝑅 = 3 8 5,70 𝑥 2,20 = 4,70 𝑘𝑁/𝑚 Prof. Claydson Moro 17 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 4 - Planta com as reações das lajes nas vigas Prof. Claydson Moro 18 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 4 MOMENTOS 4.1 Lajes Cargas para as lajes L1 / L2 / L3 / L5 / L6 / L7 𝑔𝑝𝑝 = 0,12x 25 = 3,0kN/m² 𝑔𝑟𝑒𝑣 = 0,85 + 0,35 = 1,20 kN/m² 𝑞 = 1,50 kN/m² 𝑝 = 5,70 kN/m² Cargas para a laje L4 𝑔𝑝𝑝 = 0,14 x 25+= 3,50 kN/m² 𝑔𝑒𝑛𝑐ℎ= 0,31 x 8 = 2,48 kN/m² 𝑔𝑟𝑒𝑣 = 0,85 + 0,35 = 1,20 kN/m² 𝑞 = 1,50 kN/m² 𝑝 = 8,68 kN/m² 4.1.1 LAJE L1 h=12cm lx=240cm ly=1050cm 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 1050 240 = 4,375 > 2 𝑝 = 5,70 kN/m² Momentos 𝑚′ = − 𝑝𝑙2 8 = − 5,7 × 2,42 8 = −4,10 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚 = 𝑝𝑙2 14,22 = 5,7 × 2,42 14,22 = 2,31 𝑘𝑁. 𝑚 4.1.2 LAJE L2 h=12 cm Verificação lx=130cm – Laje em balanço - Laje armada em 1 direção. Prof. Claydson Moro 19 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Momentos 𝑚′ = − 𝑝𝑙2 2 = − 5,7 × 1,32 2 = −4,81 𝑘𝑁. 𝑚 4.1.3 LAJE L3 h=12cm lx=520cm ly=420cm 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 – Laje Armada em 2 direções Laje Tipo “C2” αx=32,3 βx=13,5 αy=66,7 βy=17,5 α2=36,4 𝑚𝑥 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑥 = 5,7𝑥4,22 32,3 = 3,11 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝑦 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑦 = 5,7𝑥4,22 66,7 = 1,51 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑥 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑥 = 5,7𝑥4,22 13,5 = −7,45 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑦 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑦 = 5,7𝑥4,22 17,5 = −5,74 𝑘𝑁. 𝑚 4.1.4 LAJE L4 h=14cm lx=520cm ly=420cm 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 – Laje Armada em 2 direções Laje Tipo “A1” αx=17,8 αy=29,9 α2=13,7 𝑝 = 8,68 kN/m² 𝑚𝑥 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑥 = 8,68𝑥4,22 17,8 = 8,60 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝑦 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑦 = 8,68𝑥4,22 29,9 = 5,12 𝑘𝑁. 𝑚 Prof. Claydson Moro 20 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 4.1.5 LAJE L5 h=12cm lx=520cm ly=420cm 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 Laje Tipo “B3” αx=34,5 βx=12,7 αy=45,5 βy=13,5 α2=32,5 𝑚𝑥 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑥 = 5,7𝑥4,22 34,5 = 2,91 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝑦 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑦 = 5,7𝑥4,22 45,5 = 2,21 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑥 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑥 = 5,7𝑥4,22 12,7 = −7,91 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑦 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑦 = 5,7𝑥4,22 13,5 = −7,45 𝑘𝑁. 𝑚 4.1.6 LAJE L6 h=12cm lx=520cm ly=420cm 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 420 = 1,24 < 2 ≅ 1,25 Laje Tipo “B2” αx=27,8 βx=11,1 αy=45,5 βy=12,8 α2=27,1 𝑚𝑥 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑥 = 5,7𝑥4,22 27,8 = 3,62 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝑦 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑦 = 5,7𝑥4,22 45,5 = 2,21 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑥 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑥 = 5,7𝑥4,22 11,1 = −9,06 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑦 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑦 = 5,7𝑥4,22 12,8 = −7,85 𝑘𝑁. 𝑚 4.1.7 LAJE L7 h=12cm lx=240cm ly=520cm Prof. Claydson Moro 21 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 𝜆 = 𝑙𝑦 𝑙𝑥 = 520 240 = 2,16 > 2 - Laje armada em 1 direção. Momentos 𝑚′ = − 𝑝𝑙2 8 = − 5,7 × 2,22 8 = −3,45 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚 = 𝑝𝑙2 14,22 = 5,7 × 2,22 14,22 = 1,94 𝑘𝑁. 𝑚 Considerando como Laje tipo “B1” 𝜆 = 3,0 αx=14,3 βx=8,0 αy=58,8 𝑚𝑥 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑥 = 5,7𝑥2,22 14,3 = 1,93 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝑦 = 𝑝𝑙𝑥 2 𝛼𝑦 = 5,7𝑥2,22 58,8 = 0,47 𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝑥 = − 𝑝𝑙𝑥 2 𝛽𝑥 = 5,7𝑥2,22 8,0 = −3,45 𝑘𝑁. 𝑚 Prof. Claydson Moro 22 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 5 - Momentos das lajes - Verticais - Seção A e B Prof. ClaydsonMoro 23 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 6 - Momentos das lajes Horizontais – Seção C e D Prof. Claydson Moro 24 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 4.2 Balanceamento de Momentos 4.2.1 SEÇÃO A Balanceamento dos momentos negativos L1 – L3 𝑚′𝐿1 = −4,10𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝐿3 = −7,45𝑘𝑁. 𝑚 4,10 7,45 = 0,55 < 0,6 (0,8. > 𝑚′) 𝑚′𝐿1−𝐿3 = 0,8 𝑥 − 7,45𝑘𝑁. 𝑚 = 5,96𝑘𝑁. 𝑚 L3 – L5 𝑚′𝐿3 = −7,45𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝐿5 = −7,91𝑘𝑁. 𝑚 7,45 7,91 = 0,94 > 0,6 (𝑚é𝑑𝑖𝑎) 𝑚′𝐿3−𝐿5 = 7,45 + 7,91 2 = 7,68𝑘𝑁. 𝑚 Balanceamento dos momentos positivos m𝐿1 = 2,31 + (4,10 − 5,96) 2 = 1,38𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝐿3 = 3,11 + (7,45 − 5,96) 2 + (7,45 − 7,68) 2 = 3,74𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝐿5 = 2,91 + (7,91 − 7,68) 2 = 3,02𝑘𝑁. 𝑚 Prof. Claydson Moro 25 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 4.2.2 SEÇÃO B Balanceamento dos momentos negativos L6 – L7 𝑚′𝐿6 = −9,06𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝐿7 = −3,45𝑘𝑁. 𝑚 3,46 9,06 = 0,38 < 0,6 (0,8. > 𝑚′) 𝑚′𝐿6−𝐿7 = 0,8 𝑥 − 9,06𝑘𝑁. 𝑚 = −7,25𝑘𝑁. 𝑚 Balanceamento dos momentos positivos m𝐿6 = 3,62 + (9,06 − 7,25) 2 = 4,52𝑘𝑁. 𝑚 𝑚𝐿3 = 1,94 + (3,45 − 7,25) 2 = 0,04𝑘𝑁. 𝑚 L4 e L1 não necessitam de balanceamento 4.2.3 SEÇÃO C Prof. Claydson Moro 26 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Balanceamento dos momentos negativos L2 – L3 𝑚′𝐿2 = −4,81𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝐿3 = −5,74𝑘𝑁. 𝑚 4,81 5,74 = 0,84 > 0,6 (𝑚é𝑑𝑖𝑎) 𝑚′𝐿2−𝐿3 = (4,81 + 5,74) 2 = 5,28𝑘𝑁. 𝑚 Balanceamento dos momentos positivos m𝐿3 = 1,51 + (5,74 − 5,28) 2 = 1,74𝑘𝑁. 𝑚 4.2.4 SEÇÃO D Balanceamento dos momentos negativos L2 – L5 𝑚′𝐿2 = −4,81𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝐿5 = −7,45𝑘𝑁. 𝑚 4,81 7,45 = 0,64 > 0,6 (𝑚é𝑑𝑖𝑎) 𝑚′𝐿2−𝐿5 = (4,81 + 7,45) 2 = 6,13𝑘𝑁. 𝑚 L5 – L6 𝑚′𝐿5 = −7,45𝑘𝑁. 𝑚 𝑚′𝐿6 = −7,85𝑘𝑁. 𝑚 7,45 7,85 = 0,95 > 0,6 (𝑚é𝑑𝑖𝑎) 𝑚′𝐿2−𝐿5 = (7,45 + 7,85) 2 = 7,65𝑘𝑁. 𝑚 Balanceamento dos momentos positivos m𝐿5 = 2,21 + (7,45 − 6,13) 2 + (7,45 − 7,65) 2 = 2,77𝑘𝑁. 𝑚 m𝐿6 = 2,21 + (7,85 − 7,65) 2 = 2,31𝑘𝑁. 𝑚 Prof. Claydson Moro 27 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 7 - Momentos das lajes balanceados Prof. Claydson Moro 28 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 5 Dimensionamento a flexão 5.1 Lajes 5.1.1 Armadura mínima Para o dimensionamento das lajes, primeiramente podemos determinar a armadura mínima conforme prescrita pela norma, conforme Tab 11.6 da apostila, conforme abaixo. Desta forma podemos o momento mínimo (5.1.2) e compará-lo aos momentos atuantes nas lajes, e calcular apenas os trechos que são necessários. Forma de Seção Valores de ρmin (Asmin/Ac) 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Retangular 0,150 0,150 0,150 0,164 0,179 0,194 0,208 0,211 0,219 0,226 0,233 0,239 0,245 0,251 0,256 Fonte: NBR-6118/14 – Tabela 17.3 Sendo o concreto utilizado fck 25 Mpa, adota-se: 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛/𝐴𝑐 = 𝜌𝑚𝑖𝑛 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛/𝐴𝑐 = 0,150 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0,150 100 𝑥 𝐴𝑐 𝜌𝑚𝑖𝑛 Taxa mínima de armadura, em porcentagem; 𝐴𝑐 Área de concreto em cm² 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 Área mínima de aço em cm² Para lajes de 12cm 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0,150 100 𝑥 12𝑥100 = 1,8 𝑐𝑚2/𝑚 Para lajes de 14cm 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0,150 100 𝑥 14𝑥100 = 2,1𝑐𝑚2/𝑚 Armaduras Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² h= 12 cm 𝐴𝑠 = 1,8 𝑐𝑚 2/𝑚 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 1,8 0,31 = 5,81 ≅ 6 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (6 − 1) = 20 𝑐𝑚 Prof. Claydson Moro 29 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² h= 14 cm 𝐴𝑠 = 2,1 𝑐𝑚 2/𝑚 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,1 0,31 = 6,77 ≅ 7 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (7 − 1) = 16,67 ≅ 16 𝑐𝑚 Desta forma, as armaduras mínimas para as lajes são: h=12cm Ø 6,3mm c/20 cm h=14cm Ø 6,3mm c/16 cm 5.1.2 Momento mínimo Para a determinação do momento mínimo, deve-se determinar a linha neutra para a armadura mínima, obtendo desta forma o momento resistente para esta área de aço, conforme item 7.1.4 da apostila. Para as lajes de 12 cm 𝑑 = 12 − 2,5 − 1,0 = 8,5𝑐𝑚 𝑥 = 𝐴𝑠. 𝜎𝑠𝑑 0,68. 𝑏. 𝑓𝑐𝑑 → 𝑥 = 1,8. 50 1,15 0,68.100. 2,5 1,4 → 𝑥 = 0,644 𝑐𝑚 𝑀𝑑 = 0,68 𝑥 100 𝑥 0,644 𝑥 2,5 1,4 (8,5 − 0,4 𝑥 0,644) = 644,55 𝑘𝑁. 𝑐𝑚 = 6,44 𝑘𝑁. 𝑚 𝑀𝑘 = 6,44 1,4 = 4,60 𝑘𝑁. 𝑚 Para as lajes de 14 cm 𝑑 = 14 − 2,5 − 1,0 = 10,5 𝑐𝑚 𝑥 = 𝐴𝑠. 𝜎𝑠𝑑 0,68. 𝑏. 𝑓𝑐𝑑 → 𝑥 = 2,1. 50 1,15 0,68.100. 2,5 1,4 → 𝑥 = 0,752 𝑐𝑚 𝑀𝑑 = 0,68 𝑥 100 𝑥 0,752 𝑥 2,5 1,4 (10,5 − 0,4 𝑥 0,752) = 931,33 𝑘𝑁. 𝑐𝑚 = 9,31 𝑘𝑁. 𝑚 𝑀𝑘 = 9,31 1,4 = 6,65 𝑘𝑁. 𝑚 Prof. Claydson Moro 30 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 5.1.3 Dimensionamento à Flexão Para o dimensionamento a flexão, utilizaremos a formula para a linha neutra com a condição de fck < 50 Mpa, conforme a seguir: 𝑥 = 1,25. 𝑑 [1 − (√1 − 𝑀𝑑 0,425. 𝑏𝑤. 𝑑2𝑓𝑐𝑑 )] 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝑓𝑦𝑘 𝛾𝑠 . (𝑑 − 0,4. 𝑋) Prof. Claydson Moro 31 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 8 - Momentos destacados, estão acima do momento mínimo 5.1.4 Momentos Positivos Laje L.4 𝑀𝑘+ = 8,60 𝑘𝑁. 𝑚 d = 10,5 cm 𝑥 = 1,25.10,5 [1 − (√1 − 8,60𝑥100𝑥1,4 0,425.100. 10,52. 2,5 1,4 )] = 0,98𝑐𝑚 𝐴𝑠 = 8,6𝑥100𝑥1,4 50 1,15 . (10,5 − 0,4.0,98) = 2,74𝑐𝑚2/𝑚 Prof. Claydson Moro 32 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,74 0,31 = 8,84 ≅ 9 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (9 − 1) = 12,5 𝑐𝑚 5.1.5 Momentos negativos Laje L.1-L.3 𝑀𝑘− = 5,96 𝑘𝑁. 𝑚 d = 8,5 cm 𝑥 = 1,25.8,5 [1 − (√1 − 5,96𝑥100𝑥1,4 0,425.100. 8,52. 2,5 1,4 )] = 0,842𝑐𝑚 𝐴𝑠 = 5,96𝑥100𝑥1,4 50 1,15 . (8,5 − 0,4.0,842) = 2,35𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,35 0,31 = 7,58 ≅ 8 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (8 − 1) = 14,28 ≅ 14 𝑐𝑚 Laje L.2-L.3 𝑀𝑘− = 5,28 𝑘𝑁. 𝑚 d = 8,5 cm 𝑥 = 1,25.8,5 [1 − (√1 − 5,28𝑥100𝑥1,4 0,425.100. 8,52. 2,5 1,4 )] = 0,742𝑐𝑚 𝐴𝑠 = 5,28𝑥100𝑥1,4 50 1,15 . (8,5 − 0,4.0,742) = 2,07𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,07 0,31 = 6,68 ≅ 7 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (7 − 1) = 16,66 ≅ 16 𝑐𝑚 Laje L.2-L.5 𝑀𝑘− = 6,13 𝑘𝑁. 𝑚 d = 8,5 cm Prof. Claydson Moro 33 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado𝑥 = 1,25.8,5 [1 − (√1 − 6,13𝑥100𝑥1,4 0,425.100. 8,52. 2,5 1,4 )] = 0,867𝑐𝑚 𝐴𝑠 = 6,13𝑥100𝑥1,4 50 1,15 . (8,5 − 0,4.0,867) = 2,42𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,42 0,31 = 7,81 ≅ 8 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (8 − 1) = 14,29 ≅ 14 𝑐𝑚 Para a uniformização das armaduras, a interligação entre a laje L.2-L.3 e L.2-L.5, será adotado o pior caso, sendo este Ø 6,3mm c/14cm. Lajes L3-L5 / L.5-L.6 Os momentos entre as lajes L.3-L.5 e L.5-L.6 são muito semelhantes, iremos dimensionar apenas para o maior momento, neste caso entre a laje L.3-L.5, 𝑀𝑘− = 7,68 𝑘𝑁. 𝑚. d = 8,5 cm 𝑥 = 1,25.8,5 [1 − (√1 − 7,68𝑥100𝑥1,4 0,425.100. 8,52. 2,5 1,4 )] = 1,098𝑐𝑚 𝐴𝑠 = 7,68𝑥100𝑥1,4 50 1,15 . (8,5 − 0,4.1,098) = 3,07𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 3,07 0,31 = 9,89 ≅ 10 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (10 − 1) = 11,11 ≅ 11 𝑐𝑚 Lajes L.6-L.7 𝑀𝑘− = 7,25 𝑘𝑁. 𝑚. d = 8,5 cm 𝑥 = 1,25.8,5 [1 − (√1 − 7,25𝑥100𝑥1,4 0,425.100. 8,52. 2,5 1,4 )] = 1,03𝑐𝑚 𝐴𝑠 = 7,25𝑥100𝑥1,4 50 1,15 . (8,5 − 0,4.1,03) = 2,88𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² Prof. Claydson Moro 34 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,88 0,31 = 9,31 ≅ 10 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (10 − 1) = 11,11 ≅ 11 𝑐𝑚 Armaduras secundárias Tab - 11.5 - Valores mínimos para armaduras passivas aderentes Armadura positiva (secundária) de lajes armadas em uma direção 𝐴𝑠 𝑠⁄ ≥ 20 % da armadura principal 𝐴𝑠 𝑠⁄ ≥ 0,9𝑐𝑚 2/𝑚 𝜌𝑠 ≥ 0,5. 𝜌𝑚í𝑛 Laje L.1 / L.2 / L.7 20 % 𝐴𝑠 = 1,80𝑐𝑚2 𝑚 → 0,36𝑐𝑚2/𝑚 0,5 . 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 1,80𝑐𝑚2/𝑚 2 → 0,90 𝑐𝑚2/𝑚 𝐴𝑠 𝑠⁄ ≥ 0,9𝑐𝑚 2/𝑚 Adotado 0,9cm²/m de laje, sendo utilizado como limite de espaçamento de 25cm entre barras. Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 0,9 0,31 = 2,90 ≅ 3 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (3 − 1) = 50 ≅ 𝐴𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 25 𝑐𝑚 Armaduras de borda sem continuidade Tab - 11.5 - Valores mínimos para armaduras passivas aderentes Armaduras negativas de borda sem continuidade 𝜌𝑠 ≥ 0,67𝜌𝑚í𝑛 Para lajes h=12cm 0,67 . 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 0,67𝑥1,80𝑐𝑚 2/𝑚 → 1,21 𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 1,21 0,31 = 3,90 ≅ 4 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (4 − 1) = 33,33 ≅ 𝐴𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 25 𝑐𝑚 Para lajes h=14cm 0,67 . 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 0,67𝑥2,10𝑐𝑚 2/𝑚 → 1,41 𝑐𝑚2/𝑚 Adotando-se Ø 6,3mm 𝐴𝑠Ø = 0,31𝑐𝑚² Prof. Claydson Moro 35 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 1,41 0,31 = 4,54 ≅ 5 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝑆 = 100 (𝑛 − 1) = 100 (5 − 1) = 25 𝑐𝑚 5.1.6 Detalhamento das armaduras das Lajes Figura 9 - Armadura das Lajes - Superior e Inferior Prof. Claydson Moro 36 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 6 VIGAS 6.1 V.3 6.1.1 Esquema Estrutural e Carregamentos Para a composição dos carregamentos, deve-se considerar todas as cargas atuantes sobre a viga, neste caso sendo a reação das lajes nas vigas, alvenaria e peso próprio da viga, conforme abaixo: Figura 10 - Reação das lajes nas vigas 1º Trecho 2º Trecho 𝑃𝐿3−𝐿5 = 15,68 𝑘𝑁/𝑚 𝑃𝐿4−𝐿6 = 17,16 𝑘𝑁/𝑚 𝑔𝑝𝑝 = 0,2𝑥0,45𝑥25 = 2,25𝑘𝑁/𝑚 𝑔𝑎𝑙𝑣 = (3 − 0,45)𝑥0,15𝑥18 = 6,885𝑘𝑁/𝑚 𝑔𝑝𝑝 = 0,2𝑥0,45𝑥25 = 2,25𝑘𝑁/𝑚 𝑔𝑎𝑙𝑣 = (3 − 0,45)𝑥0,15𝑥18 = 6,885𝑘𝑁/𝑚 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 24,81𝑘𝑁/𝑚. 1,4 = 34,73𝑘𝑁/𝑚 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 26,29𝑘𝑁/𝑚. 1,4 = 36,81𝑘𝑁/𝑚 Figura 11 - Esquema estrutural e de carregamentos Prof. Claydson Moro 37 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 6.1.2 Diagramas de esforços internos A partir dos carregamentos demonstrados anteriormente, obteve-se os seguintes diagramas a partir do software FTOOL: Figura 12 - Diagramas de momentos fletores - Md Figura 13 - Diagrama de forças cortantes - Vd Prof. Claydson Moro 38 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 6.2 Dimensionamento 6.2.1 Armadura Mínima 𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0,150 100 𝑥 20𝑥45 = 1,35 𝑐𝑚2/𝑚 Armaduras Adotando-se Ø 10mm 𝐴𝑠Ø = 0,79𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 1,35 0,79 = 1,71 ≅ 2 ∅ 10𝑚𝑚 2 ∅ 10𝑚𝑚 = 1,58 𝑐𝑚² Momento Mínimo d = 45-3-0,63-1= 40,37 cm d = 45 x 0,9 = 40,5 cm (Adotado) 𝑥 = 𝐴𝑠. 𝜎𝑠𝑑 0,68. 𝑏. 𝑓𝑐𝑑 → 𝑥 = 1,35. 50 1,15 0,68.20. 2,5 1,4 → 𝑥 = 2,42 𝑐𝑚 𝑀𝑑 = 0,68 𝑥 20 𝑥 2,42 𝑥 2,5 1,4 (40,5 − 0,4 𝑥 2,42) = 2323,35 𝑘𝑁. 𝑐𝑚 = 23,23 𝑘𝑁. 𝑚 Todos os momentos fletores são maiores que o mínimo, desta forma devemos dimensionar todos. 6.2.2 Dimensionamento a Flexão a) Momentos negativos 𝑀𝑑− = 55,9 𝑘𝑁. 𝑚 d = 40,5 cm (Adotado) 𝑥 = 1,25.40,5 [1 − (√1 − 55,9𝑥100 0,425.20. 40,52. 2,5 1,4 )] = 6,04𝑐𝑚 𝑥 𝑑 = 6,04 40,5 = 0,149 Domínio 2a 𝐴𝑠 = 55,9𝑥100 50 1,15 . (40,5 − 0,4.6,04) = 3,37 𝑐𝑚2 Adotando-se Ø 10mm 𝐴𝑠Ø = 0,79𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 3,37 0,79 = 4,27 ≅ 5 ∅ 10𝑚𝑚 Adotando-se 2 Ø 10mm 𝐴𝑠Ø = 1,59𝑐𝑚² 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 2Ø10𝑚𝑚 𝐴𝑠,𝑛𝑒𝑐. = 3,37 − 1,59 = 1,78 𝑐𝑚² Prof. Claydson Moro 39 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡. = 1 Ø 10mm + 1 Ø 12,5mm = 0,79 + 1,23 = 2,02 cm² ou 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡. = 1 Ø 16mm = 2,01 cm² 𝐴𝑠,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙. = 2 Ø 10mm + 1 Ø 16mm = 1,59 + 2,01 = 3,60 cm² 𝑀𝑑− = 96,5 𝑘𝑁. 𝑚 d = 40,5 cm (Adotado) 𝑥 = 1,25.40,5 [1 − (√1 − 96,5𝑥100 0,425.20. 40,52. 2,5 1,4 )] = 11,00 𝑐𝑚 𝑥 𝑑 = 11,00 40,5 = 0,271 Domínio 3 𝐴𝑠 = 96,5𝑥100 50 1,15 . (40,5 − 0,4.11,00) = 6,15 𝑐𝑚2 Adotando-se 2 Ø 10mm 𝐴𝑠Ø = 1,59𝑐𝑚² 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 2Ø10𝑚𝑚 𝐴𝑠,𝑛𝑒𝑐. = 6,15 − 1,59 = 4,56 𝑐𝑚² 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡. = 1 Ø 10mm + 2 Ø 16mm = 0,79 + 4,02 = 4,81 cm² 𝐴𝑠,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙. = 3 Ø 10mm + 2 Ø 16mm = 2,37 + 4,02 = 6,39 cm² b) Momentos positivos 𝑀𝑑+ = 49 𝑘𝑁. 𝑚 d = 40,5 cm (Adotado) 𝑥 = 1,25.40,5 [1 − (√1 − 49𝑥100 0,425.20. 40,52. 2,5 1,4 )] = 5,25𝑐𝑚 𝑥 𝑑 = 5,25 40,5 = 0,129 Domínio 2a 𝐴𝑠 = 49𝑥100 50 1,15 . (40,5 − 0,4.5,25) = 2,93 𝑐𝑚2 Adotando-se Ø 10mm 𝐴𝑠Ø = 0,79𝑐𝑚² 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴𝑠∅ = 2,93 0,79 = 3,71 ≅ 4 ∅ 10𝑚𝑚 Conforme demonstrado, os momentos positivos são muito próximo, sendo 𝑀𝑑+ = 49,0 𝑘𝑁. 𝑚 e 𝑀𝑑+ = 46,2 𝑘𝑁. 𝑚, desta forma adotaremos a mesma armadura para o momento de 𝑀𝑑+ = 33,0 𝑘𝑁. 𝑚, neste caso 4 ∅ 10𝑚𝑚. Prof. Claydson Moro 40 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 6.2.3 Dimensionamento à força cortante Modelo I A) Verificação da Compressão diagonal bw= 20 cm h= 45 cm d= 40,5 cm Vsd = 103,5 kN 𝑉𝑠𝑑 ≤ 𝑉𝑟𝑑2 Vrd2 = 0,27. αv2. fcd. bw. d αv2 = (1 − fck 250 ) = (1 − 25 250 ) = 0,90 Vrd2 = 0,27.0,90. 2,51,4 . 20.40,5 = 351,48 kN Vsd=103,5 ≤ Vrd2= 351,48 kN – OK! B) Calculo de Vc Vc= Vc0 fctd = 0,21. 25 2 3⁄ 1,4 = 1,282 𝑀𝑃𝑎 = 0,128 𝑘𝑁/𝑐𝑚² Vc0 = 0,6.0,128.20.40,5 = 62,21 kN C) Calculo da Armadura Transversal Vsd = Vrd3 VRd3 = Vc + Vsw Vsw = Vsd − Vc Vsw = 103,5 − 62,21 = 41,29 kN ( Asw s ) = 41,29 0,9.40,5. 50 1,15 . (sen90 + cos90) = 0,0260cm²/cm Adotando-se S= 100cm S=100 cm 𝐴𝑠𝑤 = 0,0260. 𝑐𝑚² 𝑐𝑚 . 100𝑐𝑚 1𝑚 = 2,60 𝑐𝑚2/𝑚 Prof. Claydson Moro 41 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Considerando ø 5,0mm - As = 0,19 cm² Nº barras = 2,60 2 𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠⁄ 0,19 = 6,86 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 ≅ 7 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑜𝑠 Esp. = 100 (7−1) = 16,6 = 16 𝑐𝑚 Considerando ø 6,3mm - As = 0,31 cm² Nº barras = 2,60 2 𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠⁄ 0,31 = 4,20 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 ≅ 5 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑜𝑠 Esp. = 100 (5−1) = 25 𝑐𝑚 D) Determinação da Armadura Mínima Asw S ≥ 0,2 b𝑤. fct,m. senα fywk fct,m = 0,3 . 𝑓𝑐𝑘 2 3⁄ = 2,565 𝑀𝑃𝑎 = 0,2565 𝑘𝑁/𝑐𝑚² Asw S ≥ 0,2 20.0,2565.1 50 = 0,0205 𝑐𝑚2/𝑐𝑚 𝐴𝑠𝑤 = 0,0205. 𝑐𝑚² 𝑐𝑚 . 100𝑐𝑚 1𝑚 = 2,05 𝑐𝑚2/𝑚 Considerando ø 5,0mm - As = 0,19 cm² Nº barras = 2,05 2 𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠⁄ 0,19 = 5,39 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 ≅ 6 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 Esp. = 100 (6−1) = 20 𝑐𝑚 Considerando ø 6,3mm - As = 0,31 cm² Nº barras = 2,05 2 𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠⁄ 0,31 = 3,31 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 ≅ 4 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 Esp. = 100 (4−1) = 33,33 𝑐𝑚 E) Determinação do Espaços Máximos - Se Vd ≤ 0,67.Vrd2, então Smax= 0,6.d ≤ 300 mm - Se Vd > 0,67.Vrd2, então Smax= 0,3.d ≤ 200 mm - Se 103,5 < 0,67.351,48 = 235,49 kN Smax= 0,6.40,5 = 24,3 cm < 300 mm Armadura adotada para o Smáx – ø6,3mm c/ 24 cm Determinando a armadura por metro para ø6,3mm c/ 24 cm Prof. Claydson Moro 42 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Nº de barras = 100 24 = 4,16 𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑜𝑠 = 5 estribos 𝐴𝑠𝑤 = 5. 2 𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 . 0,31 = 3,10 𝑐𝑚2/𝑚 F) Determinação do Vsdmín ( 3,10 100 ) = Vsw 0,9.40,5. 50 1,15 . (1) Vsw = 49,12 𝑘𝑁 VRd3 = Vc + Vsw Vsd,min = 62,61 + 49,12 = 111,73 kN Desta forma, como 𝐕𝐬𝐝,𝐦𝐢𝐧 apresentou valor maior que o maior 𝐕𝐬𝐝, iremos adotar a armadura ø 6,3mm c/ 24 cm em toda a viga 6.2.4 Ajuste do d da viga Seção para os pilares inicial e final Seção para o pilar central da Viga Prof. Claydson Moro 43 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Seção central da Viga Figura 14 - Imagem 3D da Viga V.3 Como demonstrado, o d ajustado das vigas apresentaram valores maiores para os pilares inicial/final e seção central da viga, não sendo necessário a verificação com o d ajustado para eles. Porém, para a seção do pilar central, houve uma redução no d estimado, sendo necessário a verificação de uma nova armadura para esta seção, caso necessite. Apenas para comparação, serão apresentados os valores de As para todos os d ajustados. a) Momentos negativos 𝑀𝑑− = 55,9 𝑘𝑁. 𝑚 d = 40,57 cm (ajustado) Prof. Claydson Moro 44 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 𝑥 = 1,25.40,57 [1 − (√1 − 55,9𝑥100 0,425.20. 40,572. 2,5 1,4 )] = 6,03𝑐𝑚 𝑥 𝑑 = 6,03 40,57 = 0,149 Domínio 2a 𝐴𝑠 = 55,9𝑥100 50 1,15 . (40,57 − 0,4.6,04) = 3,36 𝑐𝑚2 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡. = 2 Ø 10mm + 1 Ø 16mm = 1,59 + 2,01 = 3,60 cm 2 > 3,36𝑐𝑚2 − 𝑂𝐾 𝑀𝑑− = 96,5 𝑘𝑁. 𝑚 d = 39,37 cm (ajustado) 𝑥 = 1,25.39,37 [1 − (√1 − 96,5𝑥100 0,425.20. 39,372. 2,5 1,4 )] = 11,42 𝑐𝑚 𝑥 𝑑 = 11,42 39,37 = 0,289 Domínio 3 𝐴𝑠 = 96,5𝑥100 50 1,15 . (39,37 − 0,4.11,42) = 6,38 𝑐𝑚2 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡. = 3 Ø 10mm + 2 Ø 16mm = 2,37 + 4,02 = 6,39 cm 2 > 6,37𝑐𝑚2 − 𝑂𝐾 b) Momentos positivos 𝑀𝑑+ = 49 𝑘𝑁. 𝑚 d = 40,87 cm (Adotado) 𝑥 = 1,25.40,87 [1 − (√1 − 49𝑥100 0,425.20. 40,872. 2,5 1,4 )] = 5,20𝑐𝑚 𝑥 𝑑 = 5,20 40,87 = 0,127 Domínio 2a 𝐴𝑠 = 49𝑥100 50 1,15 . (40,87 − 0,4.5,20) = 2,90 𝑐𝑚2 𝐴𝑠,𝑎𝑑𝑜𝑡. = 4 Ø 10mm = 4 𝑥 0,79 = 3,16𝑐𝑚 2 > 2,90 𝑐𝑚2 − 𝑂𝐾 Prof. Claydson Moro 45 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 7 DETALHAMENTO 7.1 Armadura Longitudinal Após as verificações no ELU, deve-se realizar o detalhamento final da armadura, considerando a decalagem. A decalagem entra exclusivamente para uma economia de armadura, onde visa-se o cobrimento do diagrama de momento com as barras longitudinais, com a adição da ancoragem das barras. As barras podem se alojadas no restante da viga, porém não terão utilidade alguma, pois não há tração para elas serem solicitadas, gerando um desperdício de material. 7.2 Decalagem Para a decalagem do banzo tracionado no Modelo I, utilizamos: 𝑎𝑙 = 𝑑. [ 𝑉𝑠𝑑,𝑚𝑎𝑥 2. (𝑉𝑠𝑑,𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑐𝑜) (1 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 𝛼) − 𝑐𝑜𝑡𝑔 𝛼] ≤ 𝑑 𝑎𝑙 = 39,37. [ 103,5 2. (103,5 − 62,21) ] ≤ 39,37 𝑎𝑙 = 49,34𝑐𝑚 > 39,37𝑐𝑚 Adota-se 𝑎𝑙 = 40𝑐𝑚. Determinação da ancoragem das barras, lb, utilizamos: lb = ∅ 4 . fyd fbd ≥ 25 Valor de resistência a aderência: fbd = η1. η2. η3. fctd η1 = 2,25 (Aço CA − 50) η2 = 1,0 (Boa Aderência) η3 = 1,0 ( < 32mm) fctd = 0,21. 25 2 3 1,4 = 1,28 𝑀𝑃𝑎 = 0,128 𝑘𝑁/𝑐𝑚² fbd = 2,25.1,0.1,0.0,128 = 2,88 𝑘𝑁/𝑐𝑚² Para a determinação da ancoragem básica, temos: lb = 1,6 4 . 50 1,15⁄ 0,288 = 60,39 𝑐𝑚 ≥ 25𝑥1,6 = 40𝑐𝑚 Para Ø 16mm lb = 1,0 4 . 50 1,15⁄ 0,288 = 37,74 𝑐𝑚 ≥ 25𝑥1.0 = 25𝑐𝑚 Para Ø 10mm Prof. Claydson Moro 46 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Para a determinação da ancoragem necessária, temos: α = 1,0 Ancoragem reta (barras sem ganchos) lb,nec = 1,0.60,39. 6,37 6,39 = 59,98 cm ≅ 60cm lb,nec = 1,0.37,74. 2,90 3,16 = 34,63 cm ≅ 35cm Conforme os valores determinados acima, podemos realizar a decalagem conforme a seguir: Conforme decalagem acima, utilizaremos as maiores barras como porta estribo, sendo as duas ultimas na parte superior, e as duas primeiras na parte inferior da viga. Na sequência, foi extraído a maior barra, a adotado seu comprimento. As dimensões das barras apresentadas, são as dimensões obtidas após a decalagem e ancoragem. Prof. Claydson Moro 47 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado 7.2.1 Detalhamento das barras longitudinais Figura 15 - Detalhamento para corte e Dobra Prof. Claydson Moro 48 Material Didático Registrado Direitos autorais reservados UAM - Estruturas de Concreto Armado Figura 16 - Vista 3d da armadura
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