Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I- LISTA DE EXEMPLOS E EXERCÍCIOS: DIMENSIONAMENTO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO Docente: Gabrielli Steinhowser Machado Sanches 1. DIMENSIONAMENTO DE ARMADURA LONGITUDIAL DE ELEMENTO SUJEITO À FLEXÃO SIMPLES COM ARMADURA SIMPLES EXEMPLO: Calcular a área de aço (As- armadura de flexão) para uma seção retangular, cujos dados são: -Concreto classe C25 -Aço CA-50 -bw= 30cm -h=45cm -Mk= 140kN.m -d= 42cm -Brita 1(dmax=19mm) -cobrimento nominal= 2cm -Estribo=5mm SOLUÇÃO POR MEIO DAS EQUAÇÕES TEÓRICAS: Md=1,4*Mk Md= 1,4*14000=19600 kN.cm - Delimitação da posição da linha neutra: x2lim= 0,26d= 0,26*42= 10,92cm; x3lim= 0,63d= 0,63* 42=26,46cm Isso significa que, para que a minha viga seja dimensionada no domínio 3, a posição da linha neutra(x) deve ser= 10,92<x≤26,46cm. - Cálculo da posição da linha neutra no elemento: Md= 0,68*bw*x*fcd*(d-0,4x)= 0,68*30*x* 𝟐,𝟓 𝟏,𝟒 *(42- 0,4x) 19600= 1530x-14,57x² X1= 90,065 cm> 45cm então não interessa para o caso. X2= 14,93cm- esta é a posição da linha neutra no nosso elemento. Perceba que está entre x2lim e x3lim, o que significa que essa viga está no domínio 3, portanto pode ser dimensionada. - Cálculo do coeficiente de ductilidade: β=x/d= 14,93/42= 0,355 O coeficiente de ductilidade 0,355 é menor do que 0,45, que é o limite para o dimensionamento de vigas de concreto armado, PORTANTO ESSA VIGA PODE SER DIMENSIONADA COM ARMADURA SIMPLES. As= 𝐌𝐝 𝝈𝒔𝒅∗(𝒅−𝟎,𝟒𝒙) = As= 𝟏𝟗𝟔𝟎𝟎 𝟓𝟎 𝟏,𝟏𝟓 ∗(𝟒𝟐−𝟎,𝟒∗𝟏𝟒,𝟗𝟑) = 12,51 cm² Possibilidade: 4φ20mm: 12,60cm² CÁLCULO POR MEIO DA UTILIZAÇÃO DOS COEFICIENTES K Kc= 𝐛𝐰∗𝐝² 𝐌𝐝 = 𝟑𝟎∗𝟒𝟐² 𝟏𝟗𝟔𝟎𝟎 = 2,7 Pela tabela A1, concreto C-25 e aço CA-50: β=0,35- domínio 3, então pode ser dimensionada com armadura simples Ks= 0,027 x= β*d= 0,35*42= 14,7cm Cálculo da área de aço necessária: As=Ks* 𝐌𝐝 𝐝 = 0,027* 𝟏𝟗𝟔𝟎𝟎 𝟒𝟐 = 12,6cm²- Perceba que o resultado não deu muito diferente quando comparado ao dimensionamento utilizando as equações teóricas. -Espaçamento horizontal mínimo: Diâmetro da barra= 2,0cm; 1,2*dmáx,agr= 1,2*1,9=2,28cm- ENTÃO O ESPAÇAMENTO HORIZONTAL MÍNIMO ENTRE BARRAS DEVE SER 2,28cm. - Espaçamento vertical mínimo: Diâmetro da barra= 2,0cm 0,5*dmáx,agr= 0,5*1,9= 0,95cm- ENTÃO O ESPAÇAMENTO VERTICAL MÍNIMO ENTRE BARRAS DEVE SER 2cm. - Detalhamento na seção: - Verificação da altura útil d= h-c-φestribo-φ/2 d= 45-2-0,5-1= 41,5cm- perceba que deu pouca diferença em relação a altura útil considerada, então o dimensionamento está correto. OBSERVAÇÃO- POR QUESTÕES PRÁTICAS PARA A ARMAÇÃO, APESAR DE ALGUMAS VIGAS PERMITIREM O DIMENSIONAMENTO COM ARMADURA SIMPLES, SEMPRE SE UTILIZA DE ARMADURAS LONGITUDINAIS CONSTRUTIVAS NA ZONA COMPRIMIDA DO ELEMENTO, E AS ARMADURAS CONSTRUTIVAS DEVEM, OBRIGATORIAMENTE, POSSUIR O DIÂMETRO IGUAL OU MAIOR AO DIÂMETRO UTILIZADO PARA OS ESTRIBOS. 2. DIMENSIONAMENTO DE ARMADURA LONGITUDIAL DE ELEMENTO SUJEITO À FLEXÃO SIMPLES COM ARMADURA DUPLA Quando é necessário utilizar o dimensionamento com armadura dupla? Como vimos em sala de aula, a armadura dupla “limita” a posição da linha neutra no nosso elemento, e normalmente utiliza-se de armadura dupla quando as vigas não apresentam a ductilidade necessária prescrita na norma (β>0,45) para concretos do grupo I). Mas por questões práticas, você pode fazer a verificação de armadura simples ou dupla de acordo com o cálculo do momento reduzido(µ) e compará-lo o com o µlim(tabelado) como feito em sala de aula no exemplo de dimensionamento de elementos com armadura simples. Nesta lista de exercícios não se utilizará do cálculo momento reduzido, mas a verificação utilizando esse artifício fica a critério de cada projetista. EXEMPLO: Calcular a armadura de flexão (As e As’) para uma viga de seção retangular, cujos dados são: Concreto classe C20 -Aço CA-50 -bw= 17cm -h=35cm -Mk= 50kN.m(positivo) -d= 32cm -d’= 3cm -Brita 1(dmax=19mm) -cobrimento nominal= 2cm -Estribo=6.3mm Cálculo utilizando equações teóricas: Md= 1,4*5000= 7000kN.cm X2lim= 0,26d= 0,26*32= 8,32cm X3lim=0,63d= 0,63*32= 20,16cm Isso significa que para que a nossa viga esteja dentro do domínio 3 de dimensionamento a posição da linha neutra deve estar (8,32<x≤20,16cm). - Cálculo da posição da linha neutra no nosso elemento: Md= 0,68*bw*x*fcd*(d-0,4x) 7000= 0,68*17*( 𝟐,𝟎 𝟏,𝟒 )*(32-0,4x) 7000= 16,51*(32-0,4x) 7000= 528,46x-6,61x² X1= 63,24> 35cm então não é a posição da linha neutra. X2= 16,75- essa é a posição da linha neutra no nosso elemento, e com isso percebemos que a viga está no domínio 3. - Cálculo do coeficiente de ductilidade (β): Β= x/d= 16,75/32= 0,523 0,523> 0,45- significa que o elemento não possui a ductilidade mínima exigida pela norma. Mediante isso, temos que limitar a posição da linha neutra, e o fazemos utilizando armadura dupla no elemento. -Normalmente limitamos a posição da linha neutra para o valor máximo permitido por norma, sendo βlim= 0,45 para concretos do grupo I: x=β*d x= 0,45*32= 14,4cm (posição limite e a assumida para a linha neutra nesse elemento) - Cálculo de M1d (momento máximo para o qual o concreto estará suportando a tensão de compressão com a ductilidade mínima necessária (0,45)): M1d= 0,68*bw*x*fcd*(d-0,4x) M1d= 0,68*17* 14,4*( 𝟐,𝟎 𝟏,𝟒 )*(32-0,4*14,4) M1d= 6240,02kN.cm - Cálculo de M2d (parcela de momento responsável pela tensão de compressão que estará sendo suportada pela armadura para que o elemento continue com a ductilidade mínima necessária (0,45)): M2d= Md- M1d M2d= 7000- 6240,02= M2d= 759,98kN.cm - Cálculo da armadura de compressão As’: As’= 𝐌𝟐𝐝 𝛔′𝐬𝐝(𝐝−𝐝′) d’/d= 3/32= 0,094- conforma a tabela A-5: As’= 𝟕𝟓𝟗,𝟗𝟖 𝟒𝟑,𝟓(𝟑𝟐−𝟑) = 0,6cm² Sugestão: 2φ6.3mm= 0,62cm² - Cálculo da armadura de tração: As1= 𝐌𝟏𝐝 𝛔𝐬𝐝(𝐝−𝟎,𝟒𝐱) = = 𝟔𝟐𝟒𝟎,𝟎𝟐 𝟓𝟎 𝟏,𝟏𝟓 (𝟑𝟐−𝟎,𝟒∗𝟏𝟒,𝟒) = 5,47cm² As2= 𝐌𝟐𝐝 𝛔𝐬𝐝(𝐝−𝐝′) = 𝟕𝟓𝟗,𝟗𝟖 𝟓𝟎 𝟏,𝟏𝟓 (𝟑𝟐−𝟑) = 0,602 cm² As= As1+As2= 5,47+ 0,602= 6,072cm² Sugestão: 3φ16mm= 6cm² ATENÇÃO NA ESCOLHA DAS BITOLAS E DO NÚMERO DE BARRAS- TEM QUE TER ESPAÇO SUFICIENTE RESPEITANDO-SE OS ESPAÇAMENTOS MÍNIMOS- ESSA VIGA TEM UM bw= 17cm Cálculo mediante utilização dos coeficientes K: Kc= 𝐛𝐰∗𝐝² 𝐌𝐝 =𝟏𝟕∗𝟑𝟐² 𝟕𝟎𝟎𝟎 =2,49 Pela tabela A-1 temos= Pela tabela percebemos que a viga está no domínio de dimensionamento 3, entretanto possui um coeficiente de ductilidade maior(β=0,52) do que o exigido pela norma que é 0,45. Com isso temos que limitar a posição da linha neutra, e podemos fazer isso utilizando o dimensionamento com armadura dupla. -Para limitar a posição da linha neutra (x) também utilizamos a tabela A-1, encontramos o coeficiente de ductilidade limite (β=0,45 para concretos do grupo I) na coluna da esquerda e na linha correspondente encontramos os valores de Kclim e Kslim: Encontramos que Kclim= 2,8 e Kslim= 0,028 Com esses valores conseguimos calcular as parcelas de momentos M1d e M2d, já explicadas anteriormente: M1d= 𝐛𝐰∗𝐝² 𝐊𝐜𝐥𝐢𝐦 = 𝟏𝟕∗𝟑𝟐² 𝟐,𝟖 = 6217,143 kN.cm A segunda parcela do momento fletor resistente é dada: M2d= Md-M1d M2d= 7000-6217,143= 782,857 Kn.cm d’/d= 3/32= 0,094- conforma a tabela A-5: - Cálculo da armadura de compressão mediante utilização dos coeficientes K: As’= Ks’ 𝐌𝟐𝐝 𝐝−𝐝′ = 𝟎, 𝟎𝟐𝟑 ∗ 𝟕𝟖𝟐,𝟖𝟓𝟕 𝟑𝟐−𝟑 = 0,62cm² - Cálculo da armadura de tração mediante utilização dos coeficientes K: As= Kslim 𝐌𝟏𝐝 𝐝 + 𝐌𝟐𝐝 𝐟𝐲𝐝(𝐝−𝐝′) = = 0,028* 𝟔𝟐𝟏𝟕,𝟏𝟒𝟑 𝟑𝟐 + 𝟕𝟖𝟐,𝟖𝟓𝟕 𝟓𝟎 𝟏,𝟏𝟓 (𝟑𝟐−𝟑) = 6,06cm² -Perceba que as áreas de açocalculadas pelos dois métodos são sempre muito parecidas a sugestão ainda continua a mesma dada no cálculo pelo método das equações teóricas, mas ainda deve-se calcular os espaçamentos verticais e horizontais mínimos. Espaçamento horizontal mínimo: Diâmetro da barra= 1,6cm; 1,2*dmáx,agr= 1,2*1,9=2,28cm- ENTÃO O ESPAÇAMENTO HORIZONTAL MÍNIMO ENTRE BARRAS DEVE SER 2,28cm. - Espaçamento vertical mínimo: Diâmetro da barra= 1,6cm 0,5*dmáx,agr= 0,5*1,9= 0,95cm- ENTÃO O ESPAÇAMENTO VERTICAL MÍNIMO ENTRE BARRAS DEVE SER 2cm. - E o detalhamento na seção transversal fica: Verificação de d e d’ d=35-2-0,63- (1,6/2)= 31,57cm- valor bem próximo de 32cm utilizado, então não há necessidade de fazer o redimensionamento. d’= 2+0,63+(0,63/2)= 2,945- valor bem próximo de 3cm utilizado, então não há necessidade de fazer o redimensionamento. 3. DIMENSIONAMENTO DE VIGAS À FORÇA CORTANTE (ESTRIBOS) EXEMPLO: Calcular a armadura transversal (estribos) de uma viga bi apoiada, são conhecidos: Concreto C25 Aço CA-50 c(cobrimento)=2 cm d= 27cm Gráfico de força cortante no elemento: -Cortantes máximas 60kN e -60kN. -Cálculo da força cortante de projeto (majoração): Vsd= 60*1,4= 84kN DIMENSIONAMENTO SEGUNDO O MODELO DE CÁLCULO II COM BIELAS DE COMPRESSÃO A 30° (θ= 30°, POIS ENSAIOS DEMONSTRAM QUE PARA SEÇÕES RETANGULARES É A INCLINAÇÃO MAIS RECORRENTE DAS BIELAS DE COMPRESSÃO). -Da tabela para o dimensionamento de estribos, temos que a força cortante última relativa à ruína das diagonais comprimidas no concreto(VRd2) é: VRd2= 0,87*bw*d*senθ*cosθ Vrd2= 142,4kN - Com isso comparamos a força cortante solicitante com a força cortante última, e temos que 84< 142,4kN, com essa comparação concluímos que não haverá o esmagamento das bielas de compressão do concreto da viga. - Cálculo da força cortante máxima suportada por uma viga sem estribos (cortante máxima suportada pelo concreto): Vc0= 0,6*fctd*bw*d fctd= 𝒇𝒄𝒕𝒌,𝒊𝒏𝒇 𝜸𝒄 = 𝟎,𝟕∗𝒇𝒄𝒕𝒎 𝜸𝒄 = 𝟎,𝟕∗𝟎,𝟑 𝟏,𝟒 *√𝒇𝒄𝒌²𝟑 = 𝟎,𝟕∗𝟎,𝟑 𝟏,𝟒 *√𝟐𝟓² 𝟑 = 1,28Mpa ou 0,128kN/cm² Vc0= 0,6*0,128*14*27= 29,08kN - Com isso calculamos a parcela da força cortante que será suportada pelos estribos (Vsw): Vsw= Vsd- Vc0= 84- 29,08= 54,92kN - Antes de calcular a armadura para esse esforço cortante (Vsw- que é a parcela do esforço cortante que será suportada pelos estribos), devemos fazer a verificação da força cortante mínima para a qual a armadura deve ser dimensionada, e ela é dada segundo a tabela vista acima: Vsd,min= 0,04*bw*d*cotgθ+Vc1 OBS: Cotgθ= Cosθ/Senθ Onde Vc1 é a força cortante proporcionada pelos mecanismos complementares ao de treliça (considera-se a armadura da viga como uma treliça). Vc1= Vc0* 𝐕𝐑𝐝𝟐−𝐕𝐬𝐝 𝐕𝐑𝐝𝟐−𝐕𝐜𝟎 = = 29,08* 𝟏𝟒𝟐,𝟒−𝟖𝟒 𝟏𝟒𝟐,𝟒−𝟐𝟗,𝟎𝟖 = 14,99kN Vsd,mín= 0,04*14*27*cotg30+14,99= 41,18kN -Como Vsd> Vsd,min, então fazemos o dimensionamento dos estribos com o valor da força cortante de projeto-Vsd: Segundo a tabela: Asw= 2,55*tgθ* 𝐕𝐬𝐝−𝐕𝐜𝟏 𝐝 = 2,55*tg 30°* 𝟖𝟒−𝟏𝟒,𝟗𝟗 𝟐𝟕 = 3,76cm²/m DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS VERIFICAÇÃO DO DIÂMETRO MÁXIMO DOS ESTRIBOS A SEREM UTILIZADOS: Segundo a normativa: 5mm<φt< bw/10 5mm<φt< 12mm CÁLCULO DO ESPAÇAMENTO MÁXIMO(s) ENTRE ESTRIBOS: Segundo a normativa: -Espaçamento mínimo: -Espaçamento máximo: -0,67*VRd2= 142,4*0,67= 95,408 Vsd≤VRd2 então smáx= 0,6d= 0,6*27= 16,2cm -O ESPAÇAMENTO MÁXIMO ENTRE ESTRIBOS É DE 16,2cm. - ESPAÇAMENTO MÁXIMO ENTRE RAMOS VERTICAIS(st) DO ESTRIBO: O que são ramos verticais: -0,20*VRd2= 0,20* 142,4= 28,48cm Vsd≤VRd2 então o espaçamento máximo entre os ramos verticais dos estribos deve ser 27cm. -CONSIDERAÇÕES SOBRE ANCORAGEM DE ESTRIBOS “A ancoragem dos estribos deve necessariamente ser garantida por meio de ganchos ou barras longitudinais soldadas”. (NBR 6118, item 9.4.6). Os ganchos dos estribos, conforme a NBR 6118(item 9.4.6.1) podem ser: “a) semicirculares ou em ângulo de 45°(interno), com ponta reta de comprimento igual a 5φt, porém não inferior a 5cm; b) em ângulo reto, com ponta reta de comprimento maior ou igual a 10φt, porém não inferior a 7cm (este tipo de gancho não pode ser utilizado para barras e fios lisos)”. -Para este exercício considera-se a ancoragem em ângulo reto. -ESCOLHA DO DIÂMETRO DAS BARRAS DOS ESTRIBOS: - PARA A ÁREA DE AÇO CALCULADA: Asw= 2,55*tgθ* 𝐕𝐬𝐝−𝐕𝐜𝟏 𝐝 = 2,55*tg 30°* 𝟖𝟒−𝟏𝟒,𝟗𝟗 𝟐𝟕 = 3,76cm²/m - Para a escolha dos estribo com auxílio da tabela A1 para dimensionamento de estribos, deve- se dividir a área de aço calculada por ramo de estribo, considerando que para esse caso, utilizaremos e ramos: Asw por ramo= 𝟑,𝟕𝟔 𝟐 = 1,88 cm²/m -Pela tabela A1 pode-se optar pelo diâmetro de 5mm que é o mínimo exigido pela norma, com espaçamento de 10cm, obtendo assim uma área de aço de 2cm²/m. Sendo 10cm< do que o espaçamento máximo calculado anteriormente (16,2cm). A distância entre ramos será menor do que o espaçamento máximo entre ramos calculado anteriormente que é de 28,48cm. -DETALHAMENTO: Para o detalhamento, calcula-se o comprimento de ancoragem dos estribos, que serão dobrados em ângulo reto para esse situação: 10*0,5= 5cm< 7cm Então o comprimento de ancoragem para os estribos é lb= 7cm. Cálculo do número de estribos= 600/10= 60 estribos. Comprimento da barra para a dobragem do estribo= ((bw-2c)*2)+((h-2c)*2)+((2*lb))= ((14-4)*2)+((30-4)*2)+(2*7)= 20+52+14= 86cm -ALTERNATIVA ECONÔMICA: QUANDO POR MOTIVOS DE ECONOMIA, DESEJAR-SE OTIMIZAR O DIMENSIONAMENTO DOS ESTRIBOS, PODE-SE DESENHAR O GRÁFICO DE ESFORÇO CORTANTE DETALHADAMENTE, E A PARTIR DO ESFORÇO CORTANTE MÍNIMO (V=Vsd,min) CALCULADO ANTERIORMENTE E ENCONTRADO NO GRÁFICO, PODE-SE EMPREGAR A ARMADURA MÍNIMA PARA ESSA CORTANTE MÍNIMA(V=Vsd,min) ATÉ A DIREÇÃO CONTRÁRIA (-Vsd,min). 4. EXEMPLO PRÁTICO DE DIMENSIONAMENTO DE VIGA CONSIDERE A PLANTA DE UM APARTAMENTO TIPO COM PÉ DIREITO DE 3,10m E LAJE DO BANHEIRO REBAIXADA 5cm: -COM A PLANTA PRONTA, LOCA-SE OS PILARES, VIGAS E LAJES, PARA AÍ COMEÇAR O DIMENSIONAMENTO DESSES ELEMENTOS: Dimensões dos pilares: 15X40cm Dimensões das vigas (a princípio)= 15X35cm EXEMPLO: DIMENSIONAMENTO DA VIGA 6: -Cálculo comprimento efetivo da viga: lef= lo+a1+a2 a1 e a2 ≤ t1/2= 15/2= 7,5cm (bw pilar/2) ou 0,3*hviga= 0,3*35= 10,5 -Então o comprimento efetivo é 330+7,5+7,5= 345cm -CÁLCULO DAS AÇÕES NA VIGA 6 Ações atuantes: Peso próprio; Carga de parede (considerar: tijolo furado espessura 15cm, pé direito 3,10m); Carga da laje; Carga acidental (utilização). -CÁLCULO DO PESO PRÓPRIO: gpp= bw*h*γconcreto armado= 0,15*0,35*25= 1,3125kN/m. -CARGA DE PAREDE Gpar= e*h*γalvenaria= 0,15*3,10*13= 6,035kN/m. - CARGA DA LAJE (espessura da laje para esse caso- 10cm) Cálculo do vão efetivo da laje: lef= lo+a1+a2 Lembre que as lajes são apoiadas nas vigas então t1 e t2 são o bw das vigas em que estão apoiadas. t1/2= 15/2= 7,5 0,3*h= 0,3*10= 3 cm Então as dimensões da minha LAJE 1 são: (290+3+3)X(330+3+3)= 296X336cm CONSIDERAÇÕES SOBRE OS APOIOS DA LAJE 1- OBSERVE QUE A LAJE TEM TODOS OS BORDOS LIVRES, POIS A LAJE VIZINHA DO BANHEIRO É REBAIXADA E TEM O COMPRIMENTO MAIOR DE QUE 2/3 DO COMPRIMENTO TOTAL DA LAJE 1, ENTÃO SEGUNDO O MÉTODO DAS LINHAS DE RUPTURA AS ÁREAS DE INFLUÊNCIA SÃO: Carga da laje na viga 6: qi= 𝑨𝟏∗𝒉𝒍𝒂𝒋𝒆∗𝜸𝒄𝒐𝒏𝒄𝒓𝒆𝒕𝒐 𝒂𝒓𝒎𝒂𝒅𝒐 𝒍𝒆𝒇 𝒗𝒊𝒈𝒂 = 𝟐,𝟕𝟖𝟐𝟒∗𝟎,𝟏𝟎∗𝟐𝟓 𝟑,𝟒𝟓 = 2,02kN/m CARGA ACIDENTAL DE UTILIZAÇÃO -Da ABNT NBR 6120: qacidental= 𝑨𝟏∗𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒍𝒆𝒇 𝒗𝒊𝒈𝒂 = 𝟐,𝟕𝟖𝟐𝟒∗𝟏,𝟓 𝟑,𝟒𝟓 = 1,21 kN/m - OBSERVAÇÃO SOBRE OS APOIOS DAS VIGAS EM PROJETOESTRUTURAL: DEPENDE DOS OBJETIVOS DO PROJETISTA, DEVE-SE SEMPRE LEVAR EM CONSIDERAÇÃO O FATO DE QUE O ENGASTAMENTO TORNA A ESTRUTURA MAIS RÍGIDA, MENOS DESLOCÁVEL E MAIS ONEROSA, CONSIDERANDO A VIGA 6 COMO ENGASTADA NOS PILARES: - E o gráfico de momentos na viga fica: SUGESTÃO DE LEITURA: https://suporte.altoqi.com.br/hc/pt-br/articles/115001285093- Comparativo-entre-vincula%C3%A7%C3%B5es-de-vigas - O gráfico de esforço cortante fica: - DIMENSIONAMENTO DA VIGA 6, CONSIDERANDO- CONCRETO C-25, AÇO CA-50, COBRIMENTO DE 2cm, E BRITA 1 (dmax=1,9mm): - PARA O MOMENTO NEGATIVO bw= 15 h= 35 d= 32 Mk= 1050 Md= 1470 Aço= 50 fck= 25 fcd= 1,785714286 x2lim= 8,32 x3lim= 20,16 a= 7,285714286 b= -582,8571429 c= 1470 x1= 77,39298456 x2= 2,607015442 x= 2,607015442 Situação= ok β= 0,081469233 Dimensionamento= armadura simples https://suporte.altoqi.com.br/hc/pt-br/articles/115001285093-Comparativo-entre-vincula%C3%A7%C3%B5es-de-vigas https://suporte.altoqi.com.br/hc/pt-br/articles/115001285093-Comparativo-entre-vincula%C3%A7%C3%B5es-de-vigas PERCEBA QUE ESSA VIGA SE ENCONTRA NO DOMÍNIO DE DIMENSIONAMENTO 2: X<X2LIM- ISSO SIGNIFICA QUE ESSA VIGA SE ENCONTRA NO DOMÍNIO 2, A NBR 6118 PERMITE O DIMENSIONAMENTO DE VIGAS NOS DOMÍNIOS 2 E 3 MAS NÃO NO DOMÍNIO 4, SE A VIGA ESTIVER NO DOMÍNIO 4 ELA DEVE SER REDIMENSIONADA. COMO O COEFICIENTE DE DUCTILIDADE β<0,45, ESSA VIGA PERMITE O DIMENSIONAMENTO COM ARMADURA SIMPLES. - PARA O MOMENTO POSITIVO Equações Teóricas As= 1,092153255 cm² Asmin= 0,7875 cm² Mediante coeficiente K Kc= 10,44897959 β= 0,08 x= 2,56 Ks= 0,024 As= 1,1025 cm² bw= 15 h= 35 d= 32 Mk= 520 Md= 728 Aço= 50 fck= 25 fcd= 1,785714286 x2lim= 8,32 x3lim= 20,16 a= 7,285714286 b= -582,8571429 c= 728 x1= 78,73084599 x2= 1,269154006 x= 1,269154006 Situação= ok β= 0,039661063 Dimensionamento= armadura simples Equações Teóricas As= 0,531684875 cm² Asmin= 0,7875 cm² PERCEBAM QUE A ÁREA DE AÇO MÍNIMA PRESCRITA POR NORMA (0,0015*bw*h) DEU MAIOR DO QUE A CALCULADA, ENTÃO DEVE-SE UTILIZAR A ÁREA DE AÇO MÍNIMA PRESCRITA POR NORMA (0,7875 CM²). Sugestões: -Para o momento negativo: 3φ8mm= 1,5cm² - Para o momento positivo (armadura mínima= 0,0015*bw*h)= 3φ6.3mm= 0,93cm² -CÁLCULO DOS ESPAÇAMENTOS HORIZONTAIS E VERTICAIS MÍNIMOS: Espaçamento horizontal mínimo: Kc= 21,0989011 β= 0,04 x= 1,28 Ks= 0,023 As= 0,52325 cm² Mediante coeficiente K Diâmetro da barra= 0,8cm; 1,2*dmáx,agr= 1,2*1,9=2,28cm- ENTÃO O ESPAÇAMENTO HORIZONTAL MÍNIMO ENTRE BARRAS DEVE SER 2,28cm. - Espaçamento vertical mínimo: Diâmetro da barra= 0,8cm 0,5*dmáx,agr= 0,5*1,9= 0,95cm- ENTÃO O ESPAÇAMENTO VERTICAL MÍNIMO ENTRE BARRAS DEVE SER 2cm. -DIMENSIONAMENTO DOS ESTRIBOS Área por ramo(considerando estribo com 2 ramos)= (1,53/2)= 0,765cm²/m Cálculo do espaçamento máximo entre estribos: Espaçamento máximo: Vk= 18,3 Vsd= 25,62 θ= 30 sen= 0,5 cos= 0,866025 cotg= 1,732051 fck= 25 bw= 15 h= 35 d= 32 Vc1= 39,84007 fctd= 0,128248 Vc0= 36,93548 Vsw= -11,3155 VRd2= 180,8261 Vsd,min= 73,09544 tg= 0,57735 Vsd= 73,09544 Asw= 1,53 -0,67*VRd2= 180,82*0,67= 121,13kN Vsd≤VRd2 então smáx= 0,6d= 0,6*32= 19,2cm -Sugestão: 19 estribos espaçados a cada 19,2cm- o fator limitante para esse caso é o espaçamento máximo entre estribos. COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DOS ESTRIBOS: CONSIDERANDO A UTILIZAÇÃO COM DOBRAS A 90°, O COMPRIMENTO MÍNIMO DE ANCORAGEM DOS ESTRIBOS DEVE SER O MAIOR VALOR ENTRE 10*DIÂMETRO DA BARRA OU 7CM, ENTÃO PARA ESSE CASO O COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DOS ESTRIBOS DEVE SER 7CM. -COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DAS BARRAS LONGITUDINAIS DE FLEXÃO: - Para armadura negativa (trabalhar tudo em Mpa ou tudo em kN/cm²): -Para armadura positiva: -COMPRIMENTO DE ANCORAGEM NECESSÁRIO: leva em consideração a existência ou não de gancho e a relação entre a armadura calculada (As,calc) e a armadura efetivamente disposta: -Comprimento de ancoragem necessário para a armadura negativa: As,cal=Vd/fyd= 18,3/(50/1,15)=0,4209cm² As,ef=1,5cm² CONSIDERANDO O DIMENSIONAMENTO DE ANCORAGEM SEM GANCHO lb,nec= 𝟏 ∗ 𝟐𝟏 ∗ 𝟎,𝟒𝟐𝟎𝟗 𝟏,𝟓 = 5,89cm 0,3*lb= 0,3* 6,79= 2,037 10*0.08= 0,8 10cm> 5,89 - ENTÃO O COMPRIMENTO DE ANCORAGEM PARA A ARMADURA NEGATIVA É DE 10CM. -Comprimento de ancoragem necessário para a armadura negativa: As,cal=Vd/fyd= 18,3/(50/1,15)= 0,4209cm² As,ef=0,93cm² CONSIDERANDO O DIMENSIONAMENTO DE ANCORAGEM SEM GANCHO lb,nec= 𝟏 ∗ 𝟏𝟕 ∗ 𝟎,𝟒𝟐𝟎𝟗 𝟎,𝟗𝟑 = 7,69cm 0,3*lb= 0,3* 5,35= 1,605cm 10*0.063= 0,63 10cm> 2,42cm- ENTÃO O COMPRIMENTO DE ANCORAGEM PARA A ARMADURA POSITIVA É DE 10CM. -COMO PARA ESSE CASO NÃO HAVERÁ CORTE DE BARRAS, NÃO É NECESSÁRIO FAZER A DECALAGEM, QUANDO AS BARRAS SÃO CORTADAS E HÁ A EMENDA DE BARRAS É NECESSÁRIO FAZER A DECALAGEM. LISTA DE EXERCÍCIOS- DIMENSIONAMENTO DE VIGAS OBSERVAÇÃO: PARA OS EXERCÍCIOS DEVE-SE FAZER A VERIFICAÇÃO DA POSIÇÃO DA LINHA NEUTRA E O CÁLCULO DO COEFICIENTE DE DUCTILIDADE β, SE A LINHA NEUTRA ESTIVER X>X3LIM, O ELEMENTO DEVE SER REDIMENSIONADO E SE O COEFICIENTE DE DUCTILIDADE FOR MAIOR QUE β>0,45 DEVE SER EMPREGADO ARMADURA DUPLA PARA LIMITAR A POSIÇÃO DA LINHA NEUTRA E GARANTIR QUE O ELEMENTO SEJA DIMENSIONADO NOS DOMÍNIOS 2 OU 3. EXERCÍCIO 1: Calcular a área de aço (armadura de flexão) para uma seção retangular, cujos dados são: -Concreto classe C20 -Aço CA-50 -bw= 25cm -h=40cm -Mk= 100kN.m -d= 37cm -Brita 1(dmax=19mm) -cobrimento nominal= 2cm -Estribo=5mm EXERCÍCIO 2: Calcular a área de aço (armadura de flexão) para uma seção retangular, cujos dados são: -Concreto classe C30 -Aço CA-50 -bw= 17cm -h=35cm -Mk= 75kN.m -d= 32cm -Brita 1(dmax=19mm) -cobrimento nominal= 2cm -Estribo=6.3mm EXERCÍCIO 3: Calcular a área de aço ( armadura de flexão) para uma seção retangular, cujos dados são: -Concreto classe C40 -Aço CA-50 -bw= 30cm -h=45cm -Mk= 190kN.m -d= 42cm -Brita 1(dmax=19mm) -cobrimento nominal= 2cm -Estribo=6.3mm EXERCÍCIO 4: Calcular a armadura transversal (estribos) de uma viga bi apoiada, são conhecidos: Concreto C25 Aço CA-50 c(cobrimento)=2 cm bw=20cm h=30cm d=27cm Vk= 130kN EXERCÍCIO 5: Calcular a armadura transversal (estribos) de uma viga bi apoiada, são conhecidos: Concreto C30 Aço CA-50 c(cobrimento)=2 cm bw=15cm h=35cm d=32cm Vk= 100kN EXERCÍCIO 6: Calcular a armadura transversal (estribos) de uma viga bi apoiada, são conhecidos: Concreto C40 Aço CA-50 c(cobrimento)=2 cm bw=30cm h=45cm d=42cm Vk= 250kN EXERCÍCIO 7: Fazer o dimensionamento da viga 8 do exemplo 4. Dica- para a determinação de momentos fletores máximos e cortantes utilize o programa ftool e para encontrar as áreas de influência utilize o auto-cad. Considere a espessura da laje 5 como sendo 15cm.
Compartilhar