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Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Assunto: Cálculo de Lajes Prof. Ederaldo Azevedo Aula 3 e-mail: ederaldoazevedo@yahoo.com.br Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Estrutura é a parte ou o conjunto das partes de uma construção que se destina a resistir a carga. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Tipos de Elementos estruturais de acordo com as dimensões: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Laje Paredes Estruturais Pilar Vigas 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Lajes é o elemento estrutural de uma edificação responsável por transmitir as ações(carregamento perpendicular ao seu plano) que nela chegam para as vigas (ou diretamente para os pilares no caso de lajes cogumelos) que a sustentam, e destas para os pilares. Lajes são elementos estruturais bidimensionais, caracterizadas por ter a espessura muito menor do que as outras duas dimensões. As lajes são os primeiros elementos estruturais a receberem a carga a qual é destinada uma estrutura. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Maciças ou Simples TIPOS DE LAJES Cogumelo Nervuradas Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Em Concreto Protendido Pré-moldada 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Lajes maciças ou comum Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Lajes nervuradas Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Lajes Cogumelo Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Lajes Pré-moldadas Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.1. Conceitos preliminares: Lajes Protendidas(alveolares) Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes Maciças - Dimensionamento: Roteiro para Cálculo de lajes em CA: 1º Classificar as lajes; 2º Calcular as Cargas Atuantes; 3º Det. condições de apoio das lajes; 4º Pré-dimensionar a altura(espessura das lajes); 5º Verificar as flexas; 6º Calcular os momentos; 7º Determinar as armaduras longitudinais; 8º Calcular as reações das lajes nas vigas de apoio; 9º Verificar efeito das forças cortantes(cizalhamento); 10º Detalhar as armaduras. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes Maciças - Dimensionamento: 1º Passo: Classificar a laje Classificação: a) Lajes armadas em uma direção; b) Lajes armadas em duas direções. a) Lajes armadas em uma direção: quando a relação entre o maior e o menor vão é maior que 2. ly > 2 ly= maior vão ; lx= menor vão lx b) Lajes armadas em duas direções(em cruz): quando a relação entre o maior e o menor vão é menor ou igual a 2. ly ≤ 2 lx Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 2º Passo: Cálculo das Cargas/m² a) Carga Acidental Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Local Carga acidental -Laje Carga Acidental (kN/m²) Hall de banco 3 Sala de depósito de livro 4 Salão de danças de clubes 5 Edifícios residenciais: dormitórios, sala, copa, cozinha e banheiro 1,5 Edifícios residenciais: despensa, área de serviço e lavanderia 2 Forros 0.5 Escada, lajes de garagens 3 TABELA 1 - CARGAS ACIDENTAIS NBR 6120 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 2º Passo: Cálculo das Cargas/m² b) Carga Permanente: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Material kgf/m³ kN/m³ Concreto Armado 2.500 kgf/m³ 25 kN/m³ Concreto Simples 2.400 kgf/m³ 24 kN/m³ Alvenaria tijolo barro maciço 1.800 kgf/m³ 18 kN/m³ Alvenaria tijolo furado 1.300 kgf/m³ 13 kN/m³ Alvenaria blocos de concreto 1.400 kgf/m³ 14 kN/m³ Acabamento de piso 100 kgf/m³ 1 kN/m³ Acabamento de teto 30 kgf/m³ 0,3 kN/m³ Impermeabilização de laje 100 kgf/m³ 1 kN/m³ TABELA 2 - PESO ESPECÍFICO DE MATERIAIS 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 2º Passo: Cálculo das Cargas/m² b) Carga Permanente: b.1 Peso Próprio: (exercício de aplicação de cargas) Para achar o peso próprio é preciso determinar a altura(espessura) estimada da laje; Esta altura para edifícios comum varia entre 5cm a 12 cm; Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado CARACTERÍSTICA CONSTRUTIVA DA LAJE ESPESSURA MÍNIMA (cm) LAJES DE COBERTURA NÃO EM BALANÇO 5 cm LAJE DE PISO OU DE COBERTURA EM BALANÇOS 7 cm LAJES SUPORTE VEÍCULOS DE P.tot ≤ 30 kN 10 cm LAJES SUPORTE VEÍCULOS DE P.tot > 30 kN 12 cm TABELA 3 - VALORES MÍNIMOS ESPESSURA LAJES - NBR 6118 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 3º Passo: Determinaçao das Condições de apoio Definição de Quadros: Definir quadros de lajes é definir a geometria e as condições de apoio. Para isso cada laje deve ser tratada individualmente de acordo com a vinculação(condições de apoio) com as demais. Condições de apoio existente: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Apoio simples (alvenaria ou vigas) Engastada (lajes adjacentes) 3. CALCULO DE LAJES Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 1 y x lx ly 2 3 4 5 6 7 8 9 SITUAÇÕES DE VINCULAÇÃO DAS PLACAS ISOLADAS CONSTANTES NOS QUADROS 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Para determinar a espessura estimada da laje usa-se a fórmula; Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado d ≥ l Ψ2 Ψ3 l = vão menor e Ψ2 Ψ3 dados nas tabelas 4 e 5, a seguir h= d + c + 1,5Φ h= espessura da laje; c= cobrimento= 2cm;tabela 6 Φ= diâmetro da armadura. 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Para encontrar o coeficiente correto neste e nos demais quadros é preciso cálcular o parãmetro λ, que reflete a geometria da laje, expresso por: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado λ= ly lx lx = a menor dimensão da placa; ly= a maior dimensão. Entrar com valor de λ nas tabelas 4 e 5, para det. Ψ2 Ψ3 3. CALCULO DE LAJES Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo λ caso 1 caso 2 caso 3 caso 4 caso 5 caso 6 caso 7 caso 8 caso 9 1,00 1,50 1,70 1,70 1,80 1,90 1,90 2,00 2,00 2,20 1,05 1,48 1,67 1,69 1,78 1,87 1,89 1,97 1,99 2,18 1,10 1,46 1,64 1,67 1,76 1,83 1,88 1,94 1,97 2,15 1,15 1,44 1,61 1,66 1,74 1,80 1,87 1,91 1,96 2,13 1,20 1,42 1,58 1,64 1,72 1,76 1,86 1,88 1,94 2,10 1,25 1,40 1,55 1,63 1,70 1,73 1,85 1,85 1,93 2,08 1,30 1,38 1,52 1,61 1,68 1,69 1,84 1,82 1,91 2,05 1,35 1,36 1,49 1,60 1,66 1,66 1,83 1,79 1,90 2,03 1,40 1,34 1,46 1,58 1,64 1,62 1,82 1,76 1,88 2,00 1,45 1,32 1,43 1,57 1,62 1,59 1,81 1,73 1,87 1,98 1,50 1,30 1,40 1,55 1,60 1,55 1,80 1,70 1,85 1,95 1,55 1,28 1,37 1,54 1,58 1,52 1,79 1,67 1,84 1,93 1,60 1,26 1,34 1,52 1,56 1,48 1,78 1,64 1,82 1,90 1,65 1,24 1,31 1,51 1,54 1,45 1,77 1,61 1,81 1,88 1,70 1,22 1,28 1,49 1,52 1,41 1,76 1,58 1,79 1,85 1,75 1,20 1,25 1,48 1,50 1,38 1,75 1,55 1,78 1,83 1,80 1,18 1,22 1,46 1,48 1,34 1,74 1,52 1,76 1,80 1,85 1,16 1,19 1,45 1,46 1,31 1,73 1,49 1,75 1,78 1,90 1,14 1,16 1,43 1,44 1,27 1,72 1,46 1,73 1,75 1,95 1,12 1,13 1,42 1,42 1,24 1,71 1,43 1,72 1,73 2,00 1,10 1,10 1,40 1,40 1,20 1,20 1,40 1,70 1,70 Tabela 4 - Valores de Ψ2 utilizados no pré-dimensionamento da espessira das lajes 3. CALCULO DE LAJES Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Aço Vigas e Lajes nervuradas Lajes maciças CA-25 25 35 CA-32 22 33 CA-40 20 30 CA-50 17 25 CA-60 15 20 Tabela 5 - Valores de Ψ3 utilizados no pré-dimensionamento da espessura das lajes Fraca Moderada Forte Muito forte 2,0 2,5 3,5 4,5 Tabela 6 - Cobrimento mínimo da armadura "c" (cm) Classe de agressividade do ambiente 3. CALCULO DE LAJES 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Exercício: Sejam três lajes disposta no desenho abaixo, pré- dimensione a altura da laje Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado L1 L2 L3 5,006,00 4 ,0 0 6 ,0 0 3. CALCULO DE LAJES 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Exercício: Definição dos apoios: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado L3 CASO 3 CASO 4 L2 CASO 4 L1 3. CALCULO DE LAJES 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Exercício: Determinar “λ” : Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado λ= ly lx lx = a menor dimensão da placa; ly= a maior dimensão. Entrar com valor de λ nas tabelas 4 e 5, para det. Ψ2 Ψ3 3. CALCULO DE LAJES 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Exercício: Determinar “λ”, Ψ2 , Ψ3, d e h : Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Laje Caso lx ly λ Ψ2 Ψ3 d(m) h(m) L1 4 6,00 6,00 1,00 1,80 25 0,133 0,173 L2 4 4,00 6,00 1,50 1,60 25 1,100 0,14 L3 3 5,00 10,00 2,00 1,40 25 0,143 0,18 Vamos admitir inicialmente barras de 10.00 mm: h= d + 2,5 + 1,0 = d + 4,0cm = d + 0,04 m, h maior será a altura da laje é de 18,3 cm; logo altura será de h= 18 cm 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Cálculo Prático de espessura da laje p/ comparação: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Para laje em cruz hmínimo= lx 40 Para laje em balanço hmínimo= l 15 lx – menor vão da laje; l – menor vão da laje; 3. CALCULO DE LAJES 4º Passo: Pré-dimensionamento da espessura da laje Cálculo Prático de espessura da laje p/ comparação: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Exemplo: Determinar a espessura mínima da laje abaixo: 480 d h 390 lx= 390cm hminimo = 390 = 9,75 adotamos hmínimo = 10 cm 40 h – espessura total (bruta) da laje; d – distancia da armadura até a borda superior da laje. 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 5º Passo: Verificação de flexa Flexa(a): é o deslocamento(deformação)transversal máximo de uma barra reta(vigas) ou placa(lajes) e é dada pela fórmula: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado a = p.𝑙𝑥4. α E. ℎ3 100 p – carregamento uniformemente distribuído sobre a laje; α – Coeficiente da Tabela 8; lx – menor vão da laje; E – módulo de deformabilidade do concreto (E= 21.287.000 kN/m²); h – altura ou espessura da laje; 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 5º Passo: Verificação de flexa Flexa máxima(limite) de lajes: fazer comparação de “a” com a flexa limite encontrada. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Exemplo Deslocamento a considerar Deslocamento - limite Deslocamentos visiveis em elementos estruturais Carga Total(permanente + acidental) l x/250 Vibrações sentidas no piso Carga Acidental l x/350 lx= menor vão da laje considerada TABELA 7 - DESLOCAMENTO LIMITE (FLEXA) 3. CALCULO DE LAJES 5º Passo: Verificação de flexa Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado λ caso 1 caso 2 caso 3 caso 4 caso 5 caso 6 caso 7 caso 8 caso 9 1,00 4,67 3,20 3,20 2,42 2,21 2,21 1,81 1,81 1,46 1,05 5,17 3,61 3,42 2,67 2,55 2,31 2,04 1,92 1,60 1,10 5,64 4,04 3,63 2,91 2,92 2,41 2,27 2,04 1,74 1,15 6,09 4,47 3,82 3,12 3,29 2,48 2,49 2,14 1,87 1,20 6,52 4,91 4,02 3,34 3,67 2,56 2,72 2,24 1,98 1,25 6,95 5,34 4,18 3,55 4,07 2,63 2,95 2,33 2,10 1,30 7,36 5,77 4,35 3,73 4,48 2,69 3,16 2,42 2,20 1,35 7,76 6,21 4,50 3,92 4,92 2,72 3,36 2,48 2,30 1,40 8,14 6,62 4,65 4,08 5,31 2,75 3,56 2,56 2,37 1,45 8,51 7,02 4,78 4,23 5,73 2,80 3,73 2,62 2,45 1,50 8,87 7,41 4,92 4,38 6,14 2,84 3,91 2,68 2,51 1,55 9,22 7,81 5,00 4,53 6,54 2,86 4,07 2,53 2,57 1,60 9,54 8,17 5,09 4,65 6,93 2,87 4,22 2,87 2,63 1,65 9,86 8,52 5,13 4,77 7,33 2,87 4,37 2,78 2,68 1,70 10,15 8,87 5,17 4,88 7,70 2,88 4,51 2,79 2,72 1,75 10,43 9,19 5,26 4,97 8,06 2,88 4,63 2,81 2,76 1,80 10,71 9,52 5,36 5,07 8,43 2,89 4,75 2,83 2,80 1,85 10,96 9,82 5,43 5,16 8,77 2,89 4,87 2,85 2,83 1,90 11,21 10,11 5,50 5,23 9,08 2,90 4,98 2,87 2,85 1,95 11,44, 10,39 5,58 5,31 9,41 2,90 5,08 2,89 2,88 2,00 11,68 10,68 5,66 5,39 9,72 2,91 5,19 2,91 2,91 œ 15,35 15,35 6,38 6,38 15,35 3,07 6,38 3,07 3,07 Tabela 8 -Coeficientes "α" para cálculo de flexas em lajes retangulares 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 5º Passo: Verificação de flexa Obs.: Para a não verificação da flexa(deformação), nas lajes de edifícios basta adotarmos como espessura mínima: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Para laje em cruz hmínimo= lx 40 Para laje em balanço hmínimo= l 15 lx – menor vão da laje; l – menor vão da laje; 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 6º Passo: Cálculo dos Momentos máximos. Os momentos fletores máximos existente, são os positivos representado pela letra “m”, e os negativos, pela letra “x”. São determinados pelas Equações abaixo, e pelas tabelas a seguir. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado “mx e my”- momentos máximos positivos por unidade de comprimento. mx= μx. p.𝑙𝑥2 100 my= μy. p.𝑙𝑥2 100 p – carregamento uniformemente distribuído sobre a laje; μx – Coeficiente da Tabela 9; μy – Coeficiente da Tabela 9; lx – menor vão da laje; 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 6º Passo: Cálculo dos Momentos máximos. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado “Xx e Xy”- momentos máximos negativos por unidade de comprimento. Xx= μx’. p.𝑙𝑥2 100 Xy= μy’. p.𝑙𝑥2 100 p – carregamento uniformemente distribuído sobre a laje; μx’ – Coeficiente da Tabela 9; μy’ – Coeficiente da Tabela 9; lx – menor vão da laje; 6º Passo: Cálculo dos Momentos máximos. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado μx μy μx μy μ'y μx μ'x μy 1,00 4,41 4.41 3.07 3.94 8.52 3.94 8.52 3.07 1,05 4,80 4.45 3.42 3.78 8.79 4.19 8.91 2.84 1,10 5,18 4.49 3.77 3,90* 9.18 4.43 9.30 2.76 1,15 5,56 4.49 4.14 3.97 9.53 4.64 9.63 2.68 1,20 5,90 4.48 4.51 4.05 9.88 4.85 9.95 2.59 1,25 6,27 4.45 4.88 4,10* 10.16 5.03 10.22 2.51 1,30 6.60 4.42 5.25 4.15 10.41 5.20 10.48 2.42 1,35 6.93 4.37 5.60 4.18 10.64 5.36 10.71 2.34 1,40 7.25 4.33 5.95 4.21 10.86 5.51 10.92 2.25 1,45 7.55 4.30 6.27 4.19 11.05 5.64 11.10 2.19 1,50 7.86 4.25 6.60 4.18 11.23 5.77 11.27 2.12 1,55 8.12 4.20 6.90 4.17 11.39 5.87 11.42 2.04 1,60 8.34 3.14 7.21 4.14 11.55 5.98 11.55 2.95 1,65 8.62 4.07 7.42 4.12 11.67 6.07 11.67 2.87 1,70 8.86 4.00 7.62 4.09 11.79 6.16 11.80 2.79 1,75 9.06 3.96 7.66 5.05 11.88 6.24 11.92 1.74 1,80 9.27 3.91 7.69 3.99 11.96 6.31 12.04 1.68 1,85 9.45 3.83 8.22 3.97 12.03 6.38 12.14 1.64 1,90 9.63 3.75 8.74 3.94 12.14 6.43 12.24 1.59 1,95 9.77 3.71 8.97 3.88 12.17 6.47 12.29 1.54 2,00 10.00 3.64 9.18 3,80* 12.20 5.51 12.34 1.48 œ 12.57 3.77 9.18 3,80* 12,20* 7.61 12.76 1.48 λ Caso 1 Caso 2 Caso 3 Tabela 9A - Coeficientes μ's,(Caso 1, 2 e 3), Lajes retangulares uniformemente carregadas 6º Passo: Cálculo dos Momentos máximos. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado μx μ'x μy μ'y μx μy μ'y μx μ'x μy 1,00 2.81 6.99 2.81 6.99 2.15 3.17 6.99 3.17 6.99 2.15 1,05 4.05 7.43 2.81 7.18 2.47 3.32 7.43 3.29 7.20 2.07 1,10 3.30 7.87 2.81 7.36 2.78 3.47 7.87 3.42 7.41 1.99 1,15 3.53 8.28 2,80* 7.50 3.08 3.58 8.26 3.52 7.56 1.89 1,20 3.76 8.69 2.79 7.63 3.38 3.70 8.65 3.63 7.70 1.80 1,25 3.96 9.03 2.74 7.72 3.79 3.80 9.03 3.71 7.82 1.74 1,30 4.16 9.37 2.69 7.81 4.15 3.90 9.33 3.79 7.93 1.67 1,35 4.33 9.65 2.65 7.88 4.50 3.96 9.69 3.84 8.02 1.59 1,40 4.51 9.93 2,60* 7.94 4.85 4.03 10.00 3.90 8.11 1.52 1,45 4.66 10.41 2.54 8.00 5.19 4.09 10.25 3.94 8.13 1.45 1,50 4.81 10.62 2.47 8.06 5.53 4.14 10.49 3.99 8.15 1.38 1,55 4.93 10.82 2.39 8.09 5.86 4.16 10.70 4.03 8.20 1.34 1,60 5.06 10.99 2.31 8.12 6.18 4.17 10.91 4.06 8.25 1.28 1,65 5.16 11.16 2.24 8.14 6.48 4.14 11.08 4.09 8.28 1.23 1,70 5.27 11.30 2.16 8.15 6.81 4.12 11.24 4.12 8.30 1.18 1,75 5.36 11.43 2.11 8.16 7.11 4.12 11.39 4.14 8.31 1.15 1,80 5.45 1,1,55 2.04 8.17 7.41 4.10 11.43 4.15 8.32 1.11 1,85 5.53 11.57 2.99 8.17 7.68 4.08 11.65 4.16 8.33 1.08 1,90 5.60 11.67 2.93 8.18 7.95 4.04 11.77 4.17 8.33 1.04 1,95 5.67 11.78 1.91 8.19 8.21 3.99 11.83 4.17 8.33 1.01 2,00 5.74 11.89 1.88 8.20 8.47 3.92 11.88 4.18 8.33 0.97 œ 7.06 12.50 1.95 8.20 12.58 4.13 11.88 4.18 8.33 0.97 Tabela 9B - Coeficientes μ's,(Caso 4, 5 e 6), Lajes retangulares uniformemente carregadas λ Caso 4 Caso 5 Caso 6 6º Passo: Cálculo dos Momentos máximos. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado μx μ'x μy μ'y μx μ'x μy μ'y μx μ'x μy μ'y 1,00 2.13 5.46 2.60 6.17 2.60 6.17 2.13 5.46 2.11 5.15 2.11 5.15 1,05 2.38 5.98 2.66 6.46 2.78 6.47 2.09 5.56 2.31 5.50 2.10 5.29 1,10 2.63 6.50 2.71 6.75 2.95 6.76 2.04 5.65 2.50 5.85 2.09 5.43 1,15 2.87 7.11 2.75 6.97 3.09 6.99 1.98 5.70 2.73 6.14 2.06 5.51 1,20 3.11 7.72 2.78 7.19 3.23 7.22 1.92 5.75 2.94 6.43 2.02 5.59 1,25 3.43 8.81 2.79 7.36 3.34 7.40 1.85 5.75 3.04 6.67 1.97 5.64 1,30 3.56 8.59 2.77 7.51 3.46 7.57 1.78 5.76 3.13 6.90 1.91 5.68 1,35 3.76 8.74 2.74 7.63 3.55 7.70 1.72 5.75 3.25 7.09 1.86 5.69 1,40 3.96 8.88 2.71 7.74 3.64 7.82 1.64 5.74 3.38 7.28 1.81 5.70 1,45 4.15 9.16 2.67 7.83 3.71 7.91 1.59 5.73 3.48 7.43 1.73 5.71 1,50 4.32 9.44 2.63 7.91 3.78 8.00 1.53 5.72 3.58 7.57 1.66 5.72 1,55 4.48 9.68 2.60 7.98 3.84 8.07 1.47 5.69 3.66 7.68 1.60 5.72 1,60 4.63 9.91 2.55 8.02 3.89 8.14 1.42 5.66 3.73 7.79 1.54 5.72 1,65 4.78 10.13 2.50 8.03 3.94 8.20 1.37 5.62 3.80 7.88 1.47 5.72 1,70 4.92 10.34 2.45 8.10 3.98 8.25 1.32 5.58 3.86 7.97 1.40 5.72 1,75 5.04 10.53 2.39 8.13 4.01 8.30 1.27 5.56 3.91 8.05 1.36 5.72 1,80 5.17 10.71 2.32 8.17 4.04 8.34 1.20 5.54 3.95 8.12 1.32 5.72 1,85 5.26 10.88 2.27 8.16 4.07 8.38 1.17 5.55 3.98 8.18 1.26 5.72 1,90 5.36 11.04 2.22 8.14 4.10 8.42 1.14 5.56 4.01 8.24 1.21 5.72 1,95 5.45 11.20 2.14 8.13 4.11 8.45 1.11 5.60 4.04 8.29 1.19 5.72 2,00 5.55 11.35 2.07 8.12 4.13 8.47 1.08 5.64 4.07 8.33 1.16 5.72 œ 7.07 12.50 2.05 8.12 4.18 8.33 1.09 5.64 4.19 8.33 1.17 5.72 Caso 9 Tabela 9C- Coeficientes μ's,(Caso 7, 8 e 9), Lajes retangulares uniformemente carregadas λ Caso 7 Caso 8 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Vimos como se calculam nas lajes os Momentos fletores no meio do vão e nos apoios. São nesses locais, seja nas lajes isoladas ou conjugadas, seja nas lajes em cruz, seja nas lajes armadas em uma só direção, que ocorrem os maiores Momentos Fletores positivos e os maiores Momentos Fletores Negativos. O processo de dimensionamento determina a área de aço(As)(armadura) necessária para resistir aos esforços tendo de posse dos momentos fletores e a espessura da laje. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Para o dimensionamento das armaduras devem ser conhecidos o fck do concreto e o tipo de aço(CA-60 ou CA-50). Roteiro de cálculo: a) cálculo de k6 Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado k6= 105 . b.𝑑2 M b – 1 m (cálculo por metro) (faixa de 1m de laje); d – distancia da borda mais comprimida ao centro de gravidade da armadura(m); M - Momento em kNm; M = (ou X)são valores calculados pela tabela; M – momento fletor positivo; X – momento fletor negativo. 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Para o dimensionamento das armaduras devem ser conhecidos o fck do concreto e o tipo de aço(CA-60 ou CA-50). Roteiro de cálculo: a) cálculo de k6 Encontrado o k6 pela fórmula anterior, faço a interação na tabela, pré-definindo o fck, e o tipo de aço e encontro o K3. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado fck = 20 Mpa fck = 25 Mpa fck = 30 Mpa CA25 CA50A CA60B 0,01 1.447,0 1.158.00 965 0.647 0.323 0,269 0,02 726,0 581 484 0.649 0.325 0,271 0,03 486,0 389 324 0.652 0.326 0.272 0,04 366,0 293 244 0.655 0.327 0.273 0,05 294,0 235 196 0.657 0.329 0.274 0,06 246,0 197 164 0,660 0,330 0.275 0,07 212,0 169 141 0.663 0.331 0.276 0,08 186,0 149 124 0.665 0.333 0.277 0,09 166,0 133 111 0.668 0.334 0.278 0,10 150,0 120 100.1 0.671 0.335 0,280 0,11 137,0 110 91.4 0.674 0.337 0.281 0,12 126,0 100.9 84.1 0.677 0.338 0.282 0,13 117,0 93.6 78 0.679 0,340 0.283 0,14 109,0 87.2 72.7 0.682 0.341 0.284 0,15 102,2 81.8 68.1 0.685 0.343 0.285 0,16 96,2 77,0 64.2 0.688 0.344 0.287 0,17 91,0 72.8 60.6 0.691 0.346 0.288 0,18 86,3 69 57.5 0.694 0.347 0.289 0,19 82,1 65.7 54.7 0.697 0.349 0,290 0,20 78,3 62.7 52.2 0,700 0,350 0.292 0,21 74,9 59.9 49.9 0.703 0.352 0.293 0,22 71,8 57.5 47.9 0.706 0.353 0.294 0,23 69,0 55.2 46,0 0.709 0.355 0,296 0.25 64,1 51.2 42.7 0.716 0.358 0,298 0.26 61,9 49.5 41.2 0.719 0.359 0,300 Tabela 10A - Dimensionamento de lajes maciças armadas em cruz ξ = x/d Valores de k6 para concreto Valores de k3 /aço fck = 20 Mpa fck = 25 Mpa fck = 30 Mpa CA25 CA50A CA60B 0.27 59,8 47.9 39.9 0.722 0.361 0.301 0.28 58,0 46.4 38.6 0.725 0.363 0.302 0.29 56,2 45 37.5 0.729 0.364 0.304 0.30 54,6 43.7 36.4 0.732 0.366 0.305 0.31 53,1 42.5 35.4 0.735 0.368 0.306 0.32 51,6 41.3 34.4 0.739 0.369 0.308 0.33 50,3 40.3 33.5 0.742 0.371 0.309 0.34 49,1 39.2 32.7 0.746 0.373 0.311 0.35 47,9 38.3 31.9 0.749 0.374 0.312 0.36 46,8 37.4 31.2 0.752 0.376 0.313 0.37 45,7 36.6 30.5 0.756 0.378 0.315 0.38 44,7 35.8 29.8 0.76 0,380 0.316 0.39 43,8 35 29.2 0.763 0.382 0.318 0.40 42,9 34.3 28.6 0.767 0.383 0.319 0.41 42,0 33.6 28,0 0,770 0.385 0.321 0.42 41,2 33,0 27.5 0.774 0.387 0.323 0.43 40,5 32.4 27,0 0.778 0.389 0.324 0.44 39,0 31.8 26.5 0.782 0.391 0.326 0.45 39.1 31.2 26,0 0.786 0.393 0.46 38.4 30.7 25.6 0.789 0.395 0.47 37.8 30.2 25.2 0.793 0.397 0.48 37.2 29.7 24.8 0.797 0.399 0.49 36.6 29.3 24.4 0.801 0.401 0.50 36,0 28.8 24,0 0.805 0.403 Tabela 10B - Dimensionamento de lajes maciças armadas em cruz ξ = x/d Valores de k6 para concreto Valores de k3 /aço 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Roteiro de cálculo: b) cálculo de As Conhecido k3, determino o As através da fórmula abaixo: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado As = k3 x M 10 d d – distancia da borda mais comprimida ao centro de gravidade da armadura(m); M - Momento em kNm; M = (ou X)são valores calculados pela tabela; M – momento fletor positivo; X – momento fletor negativo. 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Cálculo de k6 e K3 e As Por exemplo: Seja M (ou X)= 1,8 kNm e d= 9,5 cm, o concreto de fck =20 Mpa e seja o aço CA50A determine a area de armadura na faixa de um metro: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado k6= 105 . b.𝑑2 M k6= 105 . 1.(0.095)2= 501 1,8 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Cálculo de k6 e K3 e As Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado O valor mais próximo da Tabela é K6=486 K3 K6 CA25 CA50A CA50B 486 0,652 0,326 0,272 Temos conhecido K3=0,326 e a área de armadura por metro é calculada como: Aplicando a fórmula: As = k3 x M 10 d Temos: As = 0,326 x 1,8 = 0,62 cm²/m 10 0,095 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Escolha das Barras e Espaçamentos: a) Bitola máxima das barras A bitola máxima nas lajes, definida pela NBR - 6118, é: Recomenda-se utilizar como bitola mínima para armadura positiva φ = 5,0mm e utilizar para a armadura negativa, no mínimo φ = 8,0mm, para evitar que esta se amasse muito (pelo peso de funcionários) antes da concretagem, o que reduz a altura útil da laje. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado Φmax= h 8 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Escolha das Barras e Espaçamentos: b) Espaçamento das barras: Lajes armadas em cruz: O espaçamento máximo da armadura principal positiva é 20cm. Lajes armadas em 1 direção: O espaçamento máximo da armadura principal positiva é 20 cm ou 2h(o menor dos dois). Para facilitar a concretagem de uma laje, costuma-se utilizar o espaçamento s, entre as barras de no mínimo 8cm. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Cont. exercício Cálculo da Quant. de barras por metro de laje: Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado n= As As1 n – número de barras por metro de laje; As – Área total de aço; As1 = Área de uma barra. 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Cont. exercício Nosso As do exercício é As= 0,62 cm²/m; Assim aplicando a Tabela 11 abaixo, temos uma área inexistente, isso significa que podemos utilizar uma armadura mínima com espaçamento mínimo. Assim escolhemos Φ=5.0 e n= As = 0,62/0,196 = 3,16 u As1 Arredondando 4 barras que dividindo por 1m gera um espaçamento de 0,25m, não atendendo o espaçamento máximo da norma que é de 20cm. Assim o espaçamento será de 20 cm sendo então 5 Φ de 5.0 c. 20. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 3. CALCULO DE LAJES 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 7,5 3.33 4.19 6.66 10.66 16.66 26.66 8 2,50 3.93 6.25 10,00* 15.62 25,00 9 2,22 3,50 5.55 8.88 13.88 22.22 10 2,00 3.15 5,00 8,00 12.5 20,00 11 1,82 2.86 4.54 7.27 11.36 18.18 12 1.67 2.62 4.16 6.66 10.41 16.66 12.5 1,60 2.52 4,00 6,40 10,00 16,00 13 1.54 2.42 3.84 6.15 9.61 15.38 14 1.43 2.25 3.57 5.71 8.92 14.28 15 1.33 2,10 3.33 5.33 8.33 13.33 16 1.25 1.96 3.12 5,00 7.81 12,50 17 1.18 1.85 2.94 4,70 7.35 11.76 18 1.11 1.75 2.77 4.44 6.94 11.11 19 1.05 1.65 2.63 4.21 6.57 10.52 20 1,00 1.57 2,50 4,00 6.25 10,00 21 0.95 1,50 2.38 3,80 5.95 9.52 22 0.91 1.43 2.27 3.63 5.68 9.09 23 0.87 1.36 2.17 3.47 5.43 8.69 24 0.83 1.31 2.08 3.33 5,20 8.33 25 0,80 1.26 2,00 3.2 5,00 8,00 26 0.77 1.21 1.92 3.07 4,80 7.69 27 0.74 1.16 1.85 2.96 4.62 7,40 28 0.71 1.12 1.78 2.85 4.46 7.14 29 0.69 1.08 1.72 2.75 4.31 5.89 30 0.67 1.05 1.66 2.66 4.16 6.66 Espaçamento (cm) Bitola da barra de aço em mm Tabela11 - Área de Armadura para lajes Área em cm²/m de armadura 3. CALCULO DE LAJES 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Estribos 5,0 / 3/16" 0,16 0,196 0,392 0,588 0,784 0,980 1,176 1,372 1,568 1,764 1,960 6,3 / 1/4" 0,25 0,315 0,630 0,945 1,260 1,575 1,890 2,205 2,520 2,835 3,150 8,0 / 5/16" 0,40 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 10,0 / 3/8" 0,63 0,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80 5,60 6,40 7,20 8,00 12,5 / 1/2" 1,00 1,25 2,50 3,75 5,00 6,25 7,50 8,75 10,00 11,25 12,50 16,0 / 5/8" 1,60 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 20,0 / 3/4" 2,50 3,15 6,30 9,45 12,60 15,75 18,90 22,05 25,20 28,35 31,50 25,0 / 1" 4,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 32,0 / 1.1/4" 6,30 8,00 16,00 24,00 32,00 40,00 48,00 56,00 64,00 72,00 80,00 Estribos, lajes, vigas e pilares Vigas e pilares Estruturas maiores p/ pilares Tabela Mãe para Aços Usos mais comuns Diâmetro (mm)/(pol) Peso linear (kgf/m) (10N/m) Área das seções das barras As (cm²) Número de Barras 7º Passo: Determinar as Armaduras Longitudinais Exemplo 2: Seja M (ou X)= 18 kNm e d= 9,5 cm, o concreto de fck =20 Mpa e seja o aço CA50A determine a área de armadura na faixa de um metro, a quantidade de barras e espaçamento das armaduras. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado k6= 105 . 1.(0,095)2 K6= 50,13 18 K6=50,13 tabela 10B, K3=0,371 As = 0,371 x 18 = 7,03 cm²/m 10 0,095 Da Tabela 11, conclui-se que podemos usar Φ 10.0 c/ 11cm Ou seja cada 1m de laje tem que existir 9 Φ 10.0 c/ 11cm. 3. CALCULO DE LAJES 3.2. Lajes maciças - Dimensionamento: 8º Passo: Calcular as reações das lajes nas vigas de apoio. Vimos como se calculam nas lajes os Momentos fletores no meio do vão e nos apoios. São nesses locais, seja................................................. Centro de Ensino Superior do Amapá-CEAP Curso: Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Sistemas Estruturais em Concreto Armado
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