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Com base nas premissas de cálculo e nos dados técnicos do elemento estrutural a seguir, dimensione a armadura principal “As” (longitudinal) de uma viga submetida à flexão simples por meio das equações com Coeficientes K: 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 𝐶25 𝐶 = 2,5𝑐𝑚 𝐴ç𝑜 𝐶𝐴 − 50 𝑡 = 6,3𝑚𝑚 ℎ = 50𝑐𝑚 (𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑚 𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎 1) 𝑏𝑤 = 17𝑐𝑚 𝑀𝐾 = −10.000 𝐾𝑁. 𝑐𝑚 (𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑓𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑛𝑜 𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎) Resolução com Equações com coeficientes K 1) O momento fletor de cálculo é: 𝑀𝑑 = 𝛾𝑓 × 𝑀𝑘 𝑀𝑑 = 1,4 × 10.000 𝑀𝑑 = 14.000 𝐾𝑁. 𝑐𝑚 * Sendo 𝛾𝑓 o coeficiente de ponderação que majora os esforços solicitantes 2) Cálculo da altura útil: 𝑑 = ℎ − 𝑐 − 2𝑡 𝑑 = 50 − 2,5 − 2(0,63) 𝑑 = 46,24𝑐𝑚 3) Resolução com as equações com coeficientes K * Nas equações do tipo K devem ser obrigatoriamente consideradas as unidades de KN e cm para as variáveis. Primeiramente deve-se determinar o coeficiente 𝐾𝑐 𝐾𝑐 = 𝑏𝑤 × 𝑑 2 𝑀𝑑 𝐾𝑐 = 17 × (46,24)2 14.000 𝐾𝑐 = 2,6 Com 𝐾𝑐 = 2,6 , concreto C25 e aço CA-50, na tabela 1.1 determina-se os coeficientes 𝛽𝑥 = 0,38, 𝐾𝑠 = 0,027, e domínio 3. 4) Determinação da linha neutra: 𝛽𝑥 = 𝑥 𝑑 𝑥 = 𝛽𝑥 × 𝑑 𝑥 = 0,38 × 46,24 𝑥 = 17,57𝑐𝑚 5) Cálculo Armadura: Como 𝛽𝑥 = 𝑥 𝑑 = 0,38 é menor que o valor limite de 0,45, para o concreto C25, nenhuma alteração é necessária, podendo ser calculada a armadura. 𝐴𝑠 = 𝐾𝑠 𝑀𝑑 𝑑 𝐴𝑠 = 0,027 14.000 46,24 𝐴𝑠 = 8,17 𝑐𝑚² 6) Detalhamento da armadura Inicialmente deve-se comparar a armadura calculada 𝐴𝑠 = 8,17 𝑐𝑚² com a armadura mínima longitudinal prescrita pela NBR 6118. 𝐴𝑠,𝑚í𝑛 = 0,15% × 𝑏𝑤 × ℎ 𝐴𝑠,𝑚í𝑛 = 0,0015 × 17 × 50 𝐴𝑠,𝑚í𝑛 = 1,275 Verifica-se que a armadura calculada 8,17 cm² é maior que a armadura mínima. 7) Escolha do diâmetro e número de barras O número de barras deve ser aquele que não resulte numa fissuração significativa na viga e nem dificuldades adicionais durante a confecção da armadura. A fissuração é diminuída quanto mais barras de menor diâmetro são utilizadas. A área do aço escolhido deve atender à área da armadura calculada, preferencialmente com uma pequena folga, porém, admite-se uma área até 5% inferior à calculada. Para área da armadura calculada, 8,17cm², com o auxilio da tabela abaixo, podem ser enumeradas as seguintes combinações: • 16 Ø 8mm → 8cm² • 10 Ø 10mm → 8cm² • 7 Ø 12,5mm → 8,75cm² • 4 Ø 16mm → 8cm² • 3 Ø 16mm + 2 Ø 12,5mm → 8,50cm² Outras combinações de número de barras e de diâmetros podem ser enumeradas. A escolha de uma das combinações listadas deve levar em conta os fatores: fissuração, facilidade de execução, porte da obra, número de camadas de barras, exequibilidade (largura da viga principalmente), entre outros. Dentre as combinações listadas, julgou-se mais adequada a utilização da combinação de 3 barras Ø 16mm e 2 barras Ø 12,5mm, devido a montagem da armadura. Inicialmente, deve-se tentar colocar as cinco barras na primeira camada, próxima à borda tracionada. Como foram escolhidos dois diâmetros diferentes para a armadura não é possível utilizar a tabela para verificar a possibilidade de alojar as cinco barras numa única camada. Neste caso, a verificação deve ser feita comparando o espaçamento livre existente entre as barras com o espaçamento mínimo preconizado pela NBR 6118. Considerando a barra de maior diâmetro e concreto com brita 1 (𝑑𝑚á𝑥.𝑎𝑔𝑟 = 19𝑚𝑚), o espaçamento mínimo entre as barras, é: 𝑎ℎ,𝑚í𝑛 > { 2𝑐𝑚 ∅𝑙 = 1,6𝑐𝑚 1,2𝑑𝑚á𝑥.𝑎𝑔𝑟 = 2,3𝑐𝑚 O espaçamento livre existente entre as barras, considerando as cinco barras numa única camada é: 𝑎ℎ = 17 − (2(2,5 + 0,63 + 1,25) + 3(1,6)) 4 𝑎ℎ = 0,86 𝑐𝑚 Como 𝑎ℎ = 0,86 𝑐𝑚 < 𝑎ℎ,𝑚í𝑛 = 2,3𝑐𝑚 as cinco barras não podem ser alojadas numa única camada. Como uma segunda tentativa as duas barras Ø 12,5 devem ser deslocadas para a segunda camada (acima da primeira), o que resulta para ah: 𝑎ℎ = 17 − (2(2,5 + 0,63) + 3(1,6)) 2 𝑎ℎ = 3,22 𝑐𝑚 Como 𝑎ℎ = 3,22 𝑐𝑚 > 𝑎ℎ,𝑚í𝑛 = 2,3𝑐𝑚 as três barras podem ser alojadas na primeira camada. As barras Ø 12,5 da segunda camada ficam amarradas nos ramos verticais dos estribos. Como o momento fletor inicial tem sinal negativo, é extremamente importante que a armadura 𝐴𝑠 calculada seja disposta na posição correta da viga, próxima à borda superior.
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