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APLICAÇÕES DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA • Definida a quantidade de barras que atenderão o momento fletor na seção, passa-se à determinação dos comprimentos das barras. • O comprimento final de uma barra é dado por: a)pela soma do comprimento da barra correspondente ao diagrama de momentos fletores; b)a ancoragem da barra no concreto; c)a decalagem do diagrama de momentos fletores. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA a) Comprimento da barra correspondente ao diagrama de momentos fletores As barras calculadas que atendem a uma área de aço para determinado momento máximo podem ser reduzidas à medida que os valores dos momentos fletores diminuem a partir desse momento máximo. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA a) Comprimento da barra correspondente ao diagrama de momentos fletores Dividindo-se o momento pelo número de barras calculadas obtemos graficamente os vários comprimentos das barras no diagrama de momentos fletores. Na maioria das vezes os diagramas são funções de 2° grau, pois os carregamentos são distribuídos apenas, ou distribuídos com carga concentrada. Desta forma, para cada barra vamos obter uma equação de 2° grau que resolvida definirá o seu comprimento. É preciso que o carregamento da viga e diagrama de esforço cortante também sejam conhecidos ou determinados para elaboração das equações. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA a) Comprimento da barra correspondente ao diagrama de momentos fletores Conhecida a curva/função do diagrama de momentos fletores, é possível determinar esses comprimentos. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura É a transferência para o concreto das tensões a que as barras estão submetidas em função dos momentos fletores, para isso as barras devem ser providas de um comprimento adicional, chamado de comprimento de ancoragem reto (𝑙𝑏). DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura Tipos básicos de ancoragem: i) Por aderência entre aço e concreto: os esforços são ancorados por meio de um comprimento reto ou grande raio de curvatura, seguido ou não de gancho; ii) Por meio de dispositivos mecânicos. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura i) Aderência entre aço e concreto É o fenômeno que permite o funcionamento do concreto armado como material estrutural. A aderência permite que os dois materiais, de resistências diferentes tenham a mesma deformação e trabalhem juntos. Os esforços resistidos pelo aço são transmitidos para o concreto e vice-versa. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura A aderência é composta por: a) Adesão: colagem provocada pela nata de cimento na superfície do aço – natureza físico-química; b) Atrito: representado pela pressão do concreto sobre a barra; c) Engrenamento: resistência mecânica ao arrancamento devida à conformação superficial das barras – mossas e nervuras. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura A determinação da aderência, devido à complexidade, é feita através de ensaios de arrancamento. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura Condições de boa ou má aderência DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura Valores das resistências de aderência, dada pela expressão: 𝑓𝑏𝑑 = 𝑛1. 𝑛2. 𝑛3. 𝑓𝑐𝑡𝑑 Em que: 𝑓𝑐𝑡𝑑 = 0,21. 3 𝑓𝑐𝑘 2 1,4 é o valor de cálculo da resistência à tração do concreto (MPa); 𝑛1 = 1,0 para barras lisas (CA25); 𝑛1 = 1,4 para barras entalhadas (CA60); 𝑛1 = 2,25 para barras de alta aderência (CA50); 𝑛2 = 1,0 para situações de boa aderência; 𝑛2 = 0,7 para situações de má aderência; 𝑛3 = 1,0 para ∅ < 32𝑚𝑚; 𝑛3 = 132−∅ 100 para ∅ > 32𝑚𝑚 (com ∅ em milímetros); 𝑅𝑠 = 𝐴𝑠. 𝑓𝑦𝑑; 𝑙𝑏 =comprimento básico de ancoragem. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura O comprimento básico de ancoragem é dado por: 𝑙𝑏 = ∅ 4 . 𝑓𝑦𝑑 𝑓𝑏𝑑 𝑙𝑏 ≥ 25. ∅ DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura Ganchos de ancoragem nas extremidades das barras A norma prevê ganchos para ancoragem das barras tracionadas que possibilitam a redução do comprimento de ancoragem. Os ganchos podem ser: a) semicirculares; b) em ângulo de 45°; c) em ângulo reto. NOTAS: 1- As barras lisas devem ter ganchos semicirculares; 2- Barras comprimidas devem ser ancoradas sem ganchos Pinos de dobramento DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura Para evitar as fissuras no dobramento das barras de aço é necessário que os pinos de dobramento sejam conforme a tabela: Bitola da barra CA25 CA50 CA60 ∅ < 20 𝑚𝑚 4. ∅ 5. ∅ 6. ∅ ∅ ≥ 20 𝑚𝑚 5. ∅ 8. ∅ - DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura O comprimento de ancoragem de uma barra tracionada quando se utiliza gancho, é obtido por: 𝑙𝑏,𝑔𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = 0,7. 𝑙𝑏 DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA b) Ancoragem por aderência da armadura – exemplo de barra reta (∅ = 12,5𝑚𝑚) e com gancho 90° DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA c) Deslocamento do diagrama de momentos fletores (decalagem) Nos cálculos da armadura de flexão foi considerado apenas o efeito do momento fletor, ou seja, flexão simples e não levou em conta o efeito do cisalhamento na viga. Uma maneira de considerar esse fato é trasladar o diagrama de momentos fletores de certa distância 𝑎𝑙. Para simplificar, pode-se usar o diagrama de momentos fletores normal e acrescentar aos valores de 𝑎𝑖 (comprimento inicial das barras) o valor de 𝑎𝑙. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA c) Deslocamento do diagrama de momentos fletores (decalagem) Deslocamento 𝑎𝑙 DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA c) Deslocamento do diagrama de momentos fletores (decalagem) Considerando o uso de estribos verticais, o valor de 𝑎𝑙 é calculado por: 𝑎𝑙 = 0,5. 𝑑 Onde 𝑑 é o valor da altura útil calculada para armadura de flexão. d) Ancoragem da armadura de tração junto aos apoios • Os esforços de tração, junto aos apoios de vigas simples ou contínuas, devem ser resistidos por armaduras longitudinais que satisfaçam a mais severa das seguintes condições: i) Momentos positivos: armadura necessária à seção; 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝐾𝑧. 𝑑. 𝑓𝑦𝑑 DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA d) Ancoragem da armadura de tração junto aos apoios ii) Em apoios extremos, armaduras capazes de resistir a uma força de tração (tem origem no esforço cortante), dada por: 𝑅𝑠𝑡 = 𝑎𝑙 𝑑 × 𝑉𝑑 +𝑁𝑑 Onde 𝑉𝑑: é a força cortante no apoio; 𝑁𝑑: é uma força de tração agindo horizontalmente. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA d) Ancoragem da armadura de tração junto aos apoios E a área de aço 𝐴𝑠 é dada por: 𝐴𝑠,𝑛𝑒𝑐 = 𝑅𝑠𝑡 𝑓𝑦𝑑 DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA d) Ancoragem da armadura de tração junto aos apoios • Quantidade mínima de armadura • Apoios extremos 𝐴𝑠,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 ≥ 𝐴𝑠,𝑣ã𝑜 3 , se 𝑀𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 for nulo ou negativo e de valor absoluto ≤ 0,5 × 𝑀𝑣ã𝑜 • Apoio intermediário (momento negativo) 𝐴𝑠,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 ≥ 𝐴𝑠,𝑣ã𝑜 4 , se 𝑀𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 for negativo e de valor absoluto ≥ 0,5 × 𝑀𝑣ã𝑜 DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA d) Ancoragem da armadura de tração junto aos apoios • Comprimentosdas armaduras nos apoios, iguais ou superiores aos valores: • 𝑙𝑏,𝑛𝑒𝑐 = 𝛼1 × 𝑙𝑏 × 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙𝑐 𝐴𝑠,𝑒𝑓 ≥ 𝑙𝑏,𝑚í𝑛 Onde: 𝛼1 = 1,0 (barras sem gancho); 𝛼1 = 0,7 (barras tracionadas com gancho); 𝑙𝑏 = comprimento básico de ancoragem; 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙𝑐= área de armadura calculada para resistir ao esforço solicitante; 𝐴𝑠,𝑒𝑓= área de armadura efetiva (existente); 𝑙𝑏,𝑚í𝑛 =maior valor entre 0,3 × 𝑙𝑏 , 10 × ∅ 𝑒 100𝑚𝑚; • (𝑟 + 5,5 × ∅), em que 𝑟 é o raio de curvatura interno do gancho e ∅ o diâmetro da barra; • 60𝑚𝑚. DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA Ferramentas para confecção de ganchos Chave de dobrar ferro Pinos para dobra de bancada DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA Ferramentas manuais para corte de barras Tesoura para corte de vergalhão Máquina para corte de vergalhão DETALHAMENTO DA ARMAÇÃO LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA Ferramentas elétricas e hidráulicas para corte de barras Policorte Máquina para corte de vergalhão FIM
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