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CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 1 1 Exemplo resolvido 1 – Verificação da necessidade de armadura de cisalhamento Neste exemplo será feita a verificação da necessidade de armadura de cisalhamento em uma laje usual de edifício. A laje de vãos 3m por 4m está representada na Figura 1. Os apoios serão consideradas como apoios simples e perfeitamente engastados, sem deslocabilidade vertical. A laje vai estar submetida a uma combinação última normal (ELU) de 8,4 kN/m2. Dados do problema: Figura 1 - Laje de 3m x 4m. A laje tem uma espessura de 8 cm, e um fck de 20 MPa. A altura útil estimada para essa laje é de 6 cm. Esforço cortante de cálculo máximo Vd As reações de apoio dessa laje foram calculadas usando as prescrições do ítem 14.7.6.1 b). As inclinações das charneiras plásticas para o cálculo das reações estão na Figura 2. A máxima reação de apoio corresponde à reação do lado engastado maior com um valor de 9,97 kN/m. Figura 2 - Esforço Cortante de Cálculo Máximo. Portanto: m mmkN L Aq Vd 4 9,1 2 14 4,8 22 ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ⋅⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +⋅ =⋅= Vd = 9,97 kN ( na seção do apoio, ao longo de 1m) CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 2 2 Resistência de projeto ao cisalhamento VRd1 Esse valor deve ser comparado com a resistência de projeto ao cisalhamento VRd1 que é dada por: VRd1 = [τRd k (1,2+40 ρ1) + 0,15 σcp ].bwd No caso do exemplo: τRd = 0,25.fctd = 0,25. fctk,inf/γc =0,25. 0,7.0,3. fck 2/3 / 1,4 = 0,276 MPa = 276 kN/m2. k = 1 (admitindo que só metade da armadura inferior chega a apoio) ρ1 = 0,0015 (admitindo armadura mínima no negativo) σcp = 0 (não existe força normal atuando na laje) d = 0,06 m bw = 1 m Logo: ( )[ ] 06,010015,0402,112761 ⋅⋅⋅+⋅=RdV VRd1 = 20,87 kN (ao longo de 1 metro) Ou seja: Vd << VRd1 Æ A laje possui segurança adequada em relação ao ELU de força cortante. Deve-se notar que, mesmo adotando valores para k e para ρ1 mínimos, o valor de VRd1 foi muito superior ao necessário. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 3 3 Exemplo resolvido 2 – Avaliação da abertura de fissuras Será avaliada a abertura de fissura de uma laje unidirecional de concreto de um edifício residencial. Dados do problema: Vão de 5 m; Concreto C-20 (fck = 20 MPa); Aço CA-50; Altura h = 12 cm. As cargas permanentes que atuam na laje são de 4,0 kN/m e as acidentais de 3,2 kN/m. O cobrimento adotado foi de 2 cm, e para a armadura principal foi prevista a utilização de barras de bitola 10 mm. A análise estrutural dessa laje forneceu, para a seção crítica: Mgk = 12,5 kN.m; Mqk = 10,0 kN.m. Momento de cálculo para o ELU: Md = Mk.γf = (Mgk+Mqk).γf = (12,5+10).1,4 = 31,5 kN.m Altura útil estimada: d = h- c - φ/2 = 12 – 2 – 1/2 = 9,5 cm Posição da linha neutra: O dimensionamento, no ELU, forneceu a seguinte posição da linha neutra: ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅⋅⋅ −−⋅⋅=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⋅⋅⋅−−⋅⋅= 4,1 0,2 5,9100425,0 3150 115,925,1 425,0 1125,1 22 cdw d fdb M dx x = 4,13 cm. Como o aço empregado é CA-50, temos que x2-3=0,259.d = 2,46 cm e x3-4=0,628.d = 5,97 cm e estes são, respectivamente, os limites dos domínios 2 e 3, como mostrado na Figura 3. Assim, a peça está no Domínio 3. Figura 3 – Limites entre os domínios 2 e 3. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 4 4 Área de armadura correspondente: ( ) ( ) 223,9 13,44,05,9 15,1 50 3150 4,0 cm xdf M A yd d s = ⋅−⋅⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=−⋅= Detalhamento: Adotando φ10 mm (0,8 cm2) dispostos a cada s=8,5 cm tem-se a armadura efetiva As= 9,41 cm2/m. A Figura 4 mostra o detalhe dessa laje. Figura 4 - Seção transversal da faixa de 1 m da laje A seguir são apresentados os passos necessários para a determinação da abertura de fissuras: 1. Momento em serviço para combinação freqüente de ações: Obtido com fator da combinação ψ1= 0,4 , resulta: Md,ser = Mgk+ψ1.Mqk → Mk,ser = 12,5 + 0,4 (10,0) = 16,5 kN.m 2. Relação dos módulos do aço e do concreto 204760 210000 ⋅== cs s e E Eα 865,9=eα 3. Linha neutra em serviço (Estádio II) ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⋅ ⋅⋅++−⋅= ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ++−= 41,9865,9 5,91002 11. 100 41,9865,9 . ..2 11. . se w w se II A db b A x α α cmxII 37,3= 8,5 0,5 8,5 8,5 8,5 9,5 8,5 2 CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 5 5 4. Tensão na armadura 2, /933,20 41,9. 3 37,3 5,9 1650 . 3 mkN A x d M s II serd s = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − =σ MPas 33,209=σ 5. Área para a fissuração ))1(82.(100).8.( +=+= φcBA crcr 21000cmAcr = 6. Taxa de armadura para a fissuração 1000 41,9== cr s r A Aρ 00941,0=rρ 7. Resistência à tração do concreto para abertura de fissura Usa-se o valor médio fctm=0,3.fck2/3 [MPa] : MPaf mct 21,220.3,0 3/2 , == 8. Estimativa da abertura de fissura Usando φ (em mm) e 1η =2,25 da Tabela 8.2 da NBR 6118:2003: ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +⋅=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ += 45 00941,0 4 . 000.210 33,209 . 25,25,12 10 45 4 .. .5,12 1 1 rs s E ρ σ η φω = 0,17 mm ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ⋅⋅⋅⋅=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛⋅⋅= 21,2 33,2093 000.210 33,209 25,25,12 10.3 .5,12 ,1 2 mct s s s fE σσ η φω = 0,10 mm Verifica-se que o valor de abertura de fissura dessa laje será de 0,10 mm e assim respeita os limites para qualquer classe de agressividade mostrada na Tabela 13.3 da norma. Quando o valor da abertura de fissura for excessivo pode-se alterar a armadura, usando bitolas menores, ou aumentar as dimensões da peça para reduzir a tensão em serviço e assim diminuir a abertura de fissura esperada. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 6 6 Exemplo resolvido 3 – Avaliação da deformação excessiva em laje unidirecional Este exemplo vai mostrar a verificação da flecha em uma laje de concreto bi-apoiada (unidirecional), com um vão de cálculo de 4 metros, altura de 10 cm, que usa concreto C-20 e aço CA-50. Para essa verificação vai-se utilizar uma faixa de laje com largura de 1m. O cobrimento é de 2 cm, adotado de acordo com a classe de agressividade ambiental do local da obra. Cargas - permanentes: mkNhg c /5,2251,0 =⋅=⋅= γ - acidental de 3,0 kN/m2 (NBR 6120 - escola) Obs: Nesse caso não foi previsto nenhum carregamento devido ao revestimento. Momento de cálculo para o ELU Md = Mk.γf = (Mgk+Mqk).γf ( ) mkNMk .0,118 40,35,2 2 =⋅+= mkNMd .4,154,10,11 =⋅= Dimensionamento no ELU: Altura útil, admitindo φ=10 mm: d2 = c + φL/2 = 2 + 1/2 = 2,50 cm e; d = h – d2 = 10 - 2,50 = 7,50 cm Linha neutra: ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅⋅⋅ −−⋅⋅=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⋅⋅⋅−−⋅⋅= 4,1 0,2 5,7100425,0 1540 115,725,1 425,0 1125,1 22 cdw d fdb M dx x = 2,43 cm. Assim como no exemplo anterior, temos que o limite entre os domínios 2 e 3 é: x2-3=0,259.d = 1,94 cm e o limite entre os domínios 3 e 4 é: x3-4 = 0,628.d = 4,71 cm. Logo o dimensionamento se dará no Domínio 3. Armadura calculada: CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTODE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 7 7 ( ) ( )43,24,05,7 15,1 50 1540 4,0 ⋅−⋅⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=−⋅= xdf M A yd d s As = 5,43 cm2 Armadura adotada: φ 10 c.15 (5,33 cm2/m) Momento em serviço O momento em serviço é obtido com o fator ψ2 = 0,4 (Combinação Quase-permanente) da tabela 11.2 da norma: ( ) mkNM serd .4,78 40,34,05,2 2 , =⋅⋅+= Avaliação do estádio a considerar : 1) Linha neutra em serviço (Estádio II): Armadura adotada: As = 5,33 cm2/m Taxa de armadura: db A w s d . =ρ 0071,0 )5,7.(100 33,5 ==dρ Relação dos módulos do aço e do concreto: cs s e E E=α Æ 865,9 20.4760 210000 ==eα Assim: ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⋅++− ⋅=⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ++−= 0071,0865,9 2 11. 100 33,5865,9 . 2 11. . dew se II b A x ρα α cmxII 33,2= 2) Inércia no estádio II: 2 3 2 3 )33,25,7(33,5865,9 3 33,2100 ).(. 3 . −⋅⋅+⋅=−+= IIseIIwII xdAxbI α 41827cmIII = CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 8 8 3) Resistência à tração do concreto: 3/2 , .3,0 ckmct ff = = 2,21 MPa 4) Inércia da seção de concreto no estádio I: 12 10100 12 . 33 ⋅== hbI wc Ic = 8333 cm4 5) Momento de fissuração: 5 8333.221,0 .5,1. , == t cmct r y If M α Mr = 553 kN.cm Onde α = 1,5 para a seção retangular, e yt = h – x = 10 – 5 = 5 cm Como Md,ser > Mr a flecha imediata deve ser calculada usando a Inércia equivalente (EI)eq obtida do item 17.3.2.1.1 da norma. Determinação da rigidez equivalente: ( ) ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛−+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= II a r c a r cseq IM M I M M EEI 33 1 ( ) ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛−+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= 1827. 4,7 53,5 18333. 4,7 53,5 2129 33 eqEI ( ) 96656604540.2129]1827).583,0(8333).417,0[(2129 ==+=eqEI kN.cm2 Cálculo da flecha imediata: 1) Carga em serviço: 34,05,22 ⋅+=⋅+= qgpser ψ = 3,7 kN/m = 0,037 kN/cm 2) Flecha equivalente: cm EI Lp a eq ser eq 276,19665660 400.037,0 . 384 5 )( . . 44 0 === β β depende da vinculação sendo 384 5 para viga bi-apoiada. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 9 9 Valor da flecha final (diferida no tempo): O valor da flecha final, com a consideração do item 17.3.2.1.2 da norma, para um tempo de desforma de 15 dias fica: ( ) cmaaa eqffinal 14,3276,146,21 0 =⋅=⋅+== α Conclusão O limite para a flecha final para a razão visual, segundo a Tabela 13.2: L/250 = 400/250 = 1,6cm O valor de uma contra-flecha mínima, nesse caso, é de CF = 3,14 – 1,6 = 1,54cm. Como L/350 = 1,43cm é o limite recomendado para a contra-flecha, a flecha final, mesmo com contra-flecha superaria ao limite para percepção visual. A solução é aumentar a altura da laje. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 10 10 Exemplo resolvido 4 – Avaliação da deformação excessiva em laje unidirecional Este exemplo vai mostrar a verificação da flecha em uma laje de concreto bi-apoiada (unidirecional), com um vão de cálculo de 4 metros, altura de 10 cm, que usa concreto C-25 e aço CA-50. Para essa verificação vai-se utilizar uma faixa de laje com largura de 1m. O cobrimento é de 2,5 cm, adotado de acordo com a classe de agressividade ambiental do local da obra. Cargas - permanentes: mkNhg c /5,22510,0 =⋅=⋅= γ - acidental de 3,0 kN/m2 (NBR 6120 - escola) Obs: Nesse caso não foi previsto nenhum carregamento devido ao revestimento. Momento de cálculo para o ELU Md = Mk.γf = (Mgk+Mqk).γf ( ) mkNMk .0,118 40,35,2 2 =⋅+= mkNMd .4,154,10,11 =⋅= Dimensionamento no ELU: Altura útil, admitindo φ=10 mm: d2 = c + φL/2 = 2,5 + 1/2 = 3,0 cm e; d = h – d2 = 10 - 3,0 = 7,0 cm Linha neutra: ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅⋅⋅ −−⋅⋅=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⋅⋅⋅−−⋅⋅= 4,1 5,2 0,7100425,0 1540 110,725,1 425,0 1125,1 22 cdw d fdb M dx x = 2,05 cm. Assim como no exemplo anterior, temos que o limite entre os domínios 2 e 3 é: x2-3=0,259.d = 1,81 cm e o limite entre os domínios 3 e 4 é: x3-4 = 0,628.d = 4,40 cm. Logo o dimensionamento se dará no Domínio 3. Armadura calculada: CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 11 11 ( ) ( )05,24,00,7 15,1 50 1540 4,0 ⋅−⋅⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=−⋅= xdf M A yd d s As = 5,73 cm2 Armadura adotada: φ 10 c.13 (6,28 cm2/m) Momento em serviço O momento em serviço é obtido com o fator ψ2 = 0,4 (Combinação Quase-permanente) da tabela 11.2 da norma: ( ) mkNM serd .4,78 40,34,05,2 2 , =⋅⋅+= Avaliação do estádio a considerar : 1) Linha neutra em serviço (Estádio II): Armadura adotada: As = 6,28 cm2/m Taxa de armadura: db A w s d . =ρ 0090,0 )5,7.(100 28,6 ==dρ Relação dos módulos do aço e do concreto: cs s e E E=α Æ 824,8 23800 210000 25.4760 210000 ===eα Assim: ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⋅++− ⋅=⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ++−= 0090,0824,8 2 11. 100 28,6824,8 . 2 11. . dew se II b A x ρα α cmxII 29,2= 2) Inércia no estádio II: 2 3 2 3 )29,2,7(28,6824,8 3 29,2100 ).(. 3 . −⋅⋅+⋅=−+= IIseIIwII xdAxbI α 41630cmIII = CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 12 12 3) Resistência à tração do concreto: 3/23/2 , 253,0.3,0 ⋅== ckmct ff = 2,56 MPa 4) Inércia da seção de concreto no estádio I: 12 10100 12 . 33 ⋅== hbI wc Ic = 8333 cm4 6) Momento de fissuração: 5 8333.256,0 .5,1. , == t cmct r y If M α Mr = 641 kN.cm Onde α = 1,5 para a seção retangular, e yt = h – x = 10 – 5 = 5 cm Como Md,ser > Mr a flecha imediata deve ser calculada usando a Inércia equivalente (EI)eq obtida do item 17.3.2.1.1 da norma. Determinação da rigidez equivalente: ( ) ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛−+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= II a r c a r cseq IM M I M M EEI 33 1 ( ) ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛−+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= 1630. 4,7 41,6 18333. 4,7 41,6 2380 33 eqEI ( ) 14260483]1630).349,0(8333).651,0[(2380 =+=eqEI kN.cm2 Cálculo da flecha imediata: 1) Carga em serviço: 34,05,22 ⋅+=⋅+= qgpser ψ = 3,7 kN/m = 0,037 kN/cm 2) Flecha equivalente: cm EI Lp a eq ser eq 865,014260483 400.037,0 . 384 5 )( . . 44 0 === β β depende da vinculação sendo 384 5 para viga bi-apoiada. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 13 13 Valor da flecha final (diferida no tempo): O valor da flecha final, com a consideração do item 17.3.2.1.2 da norma, para um tempo de desforma de 15 dias fica: ( ) cmaaa eqffinal 13,2865,046,21 0 =⋅=⋅+== α Conclusão O limite para a flecha final para a razão visual, segundo a Tabela 13.2: L/250 = 400/250 = 1,6cm O valor de uma contra-flecha mínima, nesse caso, é de CF = 2,13 – 1,6 = 0,53cm. Como L/350 = 400/350 = 1,19cm é o limite recomendado para a contra-flecha, adotou-se 1,0cm para a mesma. O valor final da flehca é então obtido por: a – CF = 2,13 –1,0 = 1,13cm que está abaixo do valor máximo acima calculado. Outra solução seria aumentar a altura da laje. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 14 14 Exemplo resolvido 5 – Avaliação da deformação excessiva em laje bidirecional Este exemplo vai mostrar a verificação da flecha em uma laje bidirecional de concreto maciço, de 8 cm de espessura, usando concreto C-20 e aço CA-50, com dimensões Lx = 400 cm e Ly =450 cm. O cobrimento adotado é de 2 cm. A carga de revestimento é de 1 kN/m2 e 2 kN/m2 de carga acidental para uso comercial em escritório. Cargas: 1) Peso próprio: gpp = h.γc = 0,08 . 25 = 2,0 kN/m2 2) Cargas de revestimento: grev = 1,5 kN/m2 3) Cargas acidentais ( edifício comercial de escritórios): q = 2,0 kN/m2. 4) Carga total: p = g + q = 3,5 + 2,0 = 5,5 kN/m2. O momento de cálculo para o ELU O momento de cálculo para o ELU vai ser calculado à partir de tabelas de teoria das placas em regime elástico (Carvalho e Figueiredo Filho, 2000) – Anexo I: Para o Caso 1 (quatro apoios simples) λ = 4 5,4= x y L L =1,125 → µx = 5,37 e µy = 4,49 mkN Lp M xxkx .73,4100 45,537,5 100 22 =⋅⋅=⋅⋅= µ mkN Lp M xyky .95,3100 45,549,4 100 22 =⋅⋅=⋅⋅= µ Mdx = Mkx.γf = 4,73 . 1,4 = 6,62kN.m = 662kN.cm CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 15 15 Dimensionamento da armadura no ELU O dimensionamento da armadura no ELU relativa ao momento da menor direção: Mdx = 571 kN.cm 2/43,1 4,1 0,2 cmkN f f c ck cd === γ Admitindo-se armadura de diâmetro φ=6,3mm: d = h – (c + φL/2)= 7-(1+0,3) = 5,7 cm Linha neutra: ⎥⎥ ⎥⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎣ ⎡ ⋅⋅⋅ −−⋅⋅=⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −−= 4,1 0,2 7,5100425,0 662 117,525,1 ...425,0 11..25,1 22 cdw d fdb M dx x= 1,32 cm. O valor de x, limite entre os domínios 2 e 3 é: x2-3= 0,256.d = 0,256.5,68 = 1,47cm. Logo, encontra-se no domínio 2. Armadura calculada: ( ) ( )32,14,07,5 15,1 50 662 4,0 ⋅−⋅⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=−⋅= xdf M A yd d s As = 2,95 cm2/m (dimensionada no domínio 2). Armadura adotada: φ 6,3 c.10,0 (3,12 cm2/m) Momento em serviço O Momento em serviço é obtido com o fator ψ2 = 0,4 (Combinação Quase-permanente) da tabela 11.2 da norma: mkN Lg M xxkgx .01,3100 45,337,5 100 22 =⋅⋅=⋅⋅= µ mkN Lq M xxkqx .72,1100 40,237,5 100 22 =⋅⋅=⋅⋅= µ Mdx,ser = Mgkx+ψ2.Mqkx → Mkx,ser = 3,01 + 0,4.1,72 = 3,69 kN.m Deve-se observar que está sendo utilizado o momento de serviço correspondente à menor direção da laje (direção x). CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 16 16 Avaliação do Estádio a considerar: 1) Resistência à tração do concreto: 3/2, .3,0 ckmct ff = = 2,21 MPa 2) Inércia da seção bruta: 4 33 7,4266 12 8100 12 cm hb I wc =⋅=⋅= . 3) Momento de fissuração, com α = 1,5 e yt = h/2 para a seção retangular: t cctm r y If M .α= = 0,4 7,4266.221,0 .5,1 Mr = 354 kN.cm Como Mr < Mk,ser ( 354 kN.cm < 369 kN.cm) deve-se usar o Estádio II. Linha neutra em serviço (Estádio II): 1) Relação dos módulos do aço e do concreto: cs s e E E=α 87,9 20.4760 210000 ==eα 2) Taxa de armadura: db A w s . =ρ Æ 0055,0 )7,5.(100 12,3 ==ρ e As = 3,12 cm2/m Temos: ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ++−⋅=⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ++−= 0055,0.87,9 2 11. 100 12,387,9 . 2 11. . ρα α ew se II b A x mxII 59,1= Deve-se verificar, também, se Mk,ser < My. cmkN x dfAM IIyksy .8043 59,1 7,55012,3 3 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −⋅⋅=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −⋅⋅= Como o momento de serviço é menor que o momento correspondente ao escoamento da armadura pode-se confirmar o Estádio II para a análise. Inércia no estádio II: 2 3 2 3 )59,17,5(12,387,9 3 59,1100 ).(. 3 . −⋅⋅+⋅=−+= IIseIIwII xdAxbI α 4650cmIII = Determinação da rigidez equivalente: CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 17 17 ( ) ccII a r c a r cseq IEIM M I M M EEI ≤ ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ⋅⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛−+⋅⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 33 1 onde: Ecs = ckf560085,0 ⋅ = 472,44760 ⋅ =21287 MPa = 2129 kN/cm2 9593,0 369 354 == a r M M 9,0 3 =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ a r M M Ic =4267 cm4 III= 650 cm4 Logo: ( ) ( )[ ]{ } cceq IEEI ≤⋅−+⋅= 6509,0142679,02129 (EI)eq = 8137045 kN.cm2 Flecha imediata considerando a rigidez equivalente: pser = g + 0,4.q = 3,5 + 0,4.2 = 4,3 kN/m = 0,043 kN/cm cm EI Lp a eq ser eq 66,08137045 400043,0 1200 865,5 )( . . 44 0 =⋅⋅== β O coeficiente β foi obtido através de tabelas de teoria das placas em regime elástico (Carvalho e Figueiredo Filho, 2000). Está-se supondo, portanto, que os apoios não sofrem deslocamentos verticais significativos. Flecha final A flecha final, considerando a inércia equivalente, é: ( ) cmaaa eqfeq 63,166,046,2.1 0 =⋅=+== α Conclusão Como L/250 = 1,60 cm é o limite para o deslocamento, a flecha final calculada está praticamente no limite do ELS de deformação excessiva. Neste caso vai ser utilizada uma contra-flecha na execução. Sugere-se limitar a contra-flecha ao valor L/350 = 400/350 =1,14 cm. Para o caso atual será adotada uma contra-flecha de 1 cm, que é suficiente para respeitar o ELS de deformação excessiva. Na possibilidade de não se adotar a contra-flecha poderia ser aumentada a espessura. CURSO SOBRE A NBR 6118:2003 – CONCRETO ARMADO AULA 9 – DIMENSIONAMENTO DE LAJES - EXEMPLOS RESOLVIDOS 18 18 I. Anexo – Tabela valores de α para lajes sob carregamento uniforme
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