Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
@c.aguiar.estruturas Curso de Engenharia Civil DETALHAMENTO DAS ARMAÇÕES DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO São Luís – MA 2020 Prof. M.Sc. Caio Aguiar Sobre o Autor 1Prof. M.Sc. Caio Aguiar Nascido na cidade maravilhosa (RJ), numa família de classe média, comecei minha experiência com projetos de estruturas de concreto desde 2012, atuando em empresas de referência nacional na área de engenharia estrutural como Noronha Engenharia, Portante Engenharia de Projetos e SBrasil Engenharia, participando do projeto de viadutos, portos e edifícios de grande porte com a metodologia BIM. Me formei engenheiro civil pela UNESA, o que não foi o suficiente num mercado tão competitivo, para mudar esse cenário estudei muito e passei para o mestrado profissional em projeto de estruturas do PPE-Poli-UFRJ, onde me formei defendendo uma dissertação sobre bielas e tirantes e TQS que se transforou em artigos, palestras, publicações em revistas, curso de pós graduação e deu origem ao meu perfil profissional no instagram (@c.aguiar.estruturas), todos esses fatos me deram o reconhecimento como mestre das bielas a nível nacional. O que me trouxe a cidade de São Luís (MA) para atuar como professor universitário. Caio Cesar Pereira de Aguiar https://www.instagram.com/c.aguiar.estruturas/?hl=pt-br Introdução 2 Por que o detalhamento das armaduras é tão importante? Prof. M.Sc. Caio Aguiar O produto final de todo projeto estrutural são os desenhos técnicos, que representam em detalhes a solução fornecida pelo cálculo estrutural, que irá atender as necessidades do empreendimento. Por serem esses documentos os que serão executados na obra, mais vale um desenho bem detalhado do que um cálculo minuciosamente preciso. Pois o contrário, cálculo exato e desenhos mal detalhados, poderão resultar em prejuízos financeiros e até de vida ao empreendimento. ➢ A maior parcela de erros na concepção de projetos é advinda de desenhos incorretos apesar de o dimensionamento estar correto. ➢ Não se pode confiar 100% nos desenhos gerados automaticamente por programas automatizados, apesar da agilidade na produção, ao desenhos devem SEMPRE ser verificados nos mínimos detalhes. Conteúdo 3 ➢ Princípios básicos da armação de estruturas de concreto armado; ➢ Tipos de aço para armaduras; ➢ Cobrimento das armaduras; ➢ Regras de detalhamento segundo a NBR 6118 (2014); ➢ Ancoragem das armaduras; ➢ Emenda das armaduras; ➢ Representação da armação em desenhos técnicos; ➢ Exemplo. Prof. M.Sc. Caio Aguiar Princípios Básicos da Armação de Estruturas de Concreto Armado 4Prof. M.Sc. Caio Aguiar O concreto resiste muito bem a compressão e não tão bem a tração, sendo essa resistência desprezada por ser muito baixa, para resistir as forças de tração são incorporadas barras de aço (armaduras) devidamente posicionadas, resultando no concreto armado. No concreto, onde houver tração deve-se levar a armação Princípios Básicos da Armação de Estruturas de Concreto Armado 5Prof. M.Sc. Caio Aguiar Critérios que devem ser levados em consideração no detalhamento das armaduras: ➢ Segurança (devem ser atendidos as solicitações no ELU e no ELS); ➢ Facilidade de execução (facilitar o corte, dobra e padronizações para montagem das armaduras, assim como facilitar também o lançamento do concreto e sua vibração); ➢ Economia (utilizar o mínimo possível sem deixar de atender os critérios anteriores). Tipos de Aço para Armaduras 6Prof. M.Sc. Caio Aguiar O aço destinado a armaduras para estruturas de concreto são normatizadas pela NBR 7480 e comercializadas pela Gerdau e Arcelor Mittal. São categorizadas em barras de CA-25, CA-50 e fios de CA-60, possuem massa nominal de 7.850 kg/m³ e são fornecidas em comprimentos de 12 metros a um custo de aproximadamente R$ 4,60/kg (cotação 07/2018). Diâmetro Área Massa (mm) (cm²) (kg/m) 4,2 0,14 0,109 5 0,196 0,154 6,3 0,312 0,245 8 0,503 0,395 10 0,785 0,617 12,5 1,23 0,963 16 2,01 1,578 20 3,14 2,466 25 4,91 3,853 32 8,04 6,313 40 12,56 9,865 C A -6 0 C A -2 5 e C A -5 0 Categoria Cobrimento das Armaduras 7Prof. M.Sc. Caio Aguiar O aço das armaduras está sujeito a corrosão quando em contato com as ações físicas e químicas que atuam sobre a estrutura, devendo ser coberto pelo concreto para protege-lo da agressividade do meio ambiente. Os itens 6 e 7 da NBR 6118 (2014) fazem recomendações quanto a durabilidade das estruturas de concreto, classificando a agressividade de cada ambiente e os cobrimentos necessários. Cobrimento das Armaduras 8Prof. M.Sc. Caio Aguiar Cobrimento das Armaduras 9Prof. M.Sc. Caio Aguiar Cobrimento das Armaduras 10Prof. M.Sc. Caio Aguiar Exemplos de espaçadores plásticos utilizados para dar o cobrimento nas armaduras Roseta Cadeirinha Caranguejo Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 11Prof. M.Sc. Caio Aguiar Armadura mínima de tração 𝑀𝑑,𝑚í𝑛 = 0,8.𝑊0. 𝑓𝑐𝑡𝑘,𝑠𝑢𝑝 Módulo de resistência da seção transversal bruta, relativo a fibra mais tracionada. 𝑓𝑐𝑡𝑘,𝑠𝑢𝑝 = 1,3 𝑓𝑐𝑡,𝑚 Resistência característica à tração superior 𝑓𝑐𝑡,𝑚 = 0,3 𝑓𝑐𝑘 2/3 Para concretos de classes até C50 Resistência à tração média 𝑓𝑐𝑡,𝑚 = 2,12 ln 1 + 0,11 𝑓𝑐𝑘 Para concretos de classes C55 até C90 O valor de fck deve ser expresso em MPa 𝑊0 = 𝐼𝑐 𝑦 = 𝑏. ℎ³/12 ℎ/2 = 𝑏. ℎ² 6 Exemplo de Seção Retangular 𝐴𝑆,𝑚í𝑛 ≥ 0,15%.𝐴𝑐Respeitando uma taxa absoluta de 0,15%. Onde: Deve ser dimensionada para um momento fletor mínimo. Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 12Prof. M.Sc. Caio Aguiar Armadura mínima de tração A taxa de armadura mínima pode ser desprezada caso as armaduras sejam calculadas para um momento fletor maior ou igual ao dobro do momento fletor solicitante de cálculo ( M ≥ 2.MSd ). Alternativamente a armadura mínima pode ser considerada atendida se forem respeitadas as taxas mínimas de armadura abaixo. Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 13Prof. M.Sc. Caio Aguiar Armadura mínima lateral (pele ou costela) Essa armadura tem como função limitar a abertura de fissuras devido a retração, variação de temperatura e regiões tracionadas em vigas com altura superior a 60cm. 𝐴𝑆,𝑝𝑒𝑙𝑒 ≥ 0,10% 𝐴𝐶,𝑎𝑙𝑚𝑎/𝑓𝑎𝑐𝑒 ≤ 5𝑐𝑚 2/𝑚/𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑠 ≤ 20 𝑐𝑚 𝑑/3 15∅ Espaçamento máximo Ø s = 15Ø Arred. Múlt. 2,5 cm AS/s (mm) (cm) (cm) (cm²/m) 5 7,5 7,5 2,61 6,3 9,45 10 3,12 8 12 12,5 4 10 15 15 5,23 Somente se h > 60 cm 𝐴𝑆,𝑝𝑒𝑙𝑒 = 0,10 100 × 30 × 100 = 3𝑐𝑚²/𝑚/𝑓𝑎𝑐𝑒 Exemplo: V - 30x100 Sugestão: AS,pele = Ø6,3 c/10 Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 14Prof. M.Sc. Caio Aguiar Armadura máxima de tração e de compressão A soma das armaduras de tração e de compressão (AS + A’S) não pode ter taxa maior do que 4%. 𝐴𝑆,𝑚á𝑥 ≤ 4%. 𝐴𝑐 Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 15Prof. M.Sc. Caio Aguiar Espaçamento mínimo das armaduras longitudinais na seção transversal 𝑎ℎ ≥ 2 𝑐𝑚 ∅ 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎, 𝑓𝑒𝑖𝑥𝑒 𝑜𝑢 𝑙𝑢𝑣𝑎 1,2. ∅ 𝑑𝑜 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑎ú𝑑𝑜 𝑎𝑣 ≥ 2 𝑐𝑚 ∅ 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎, 𝑓𝑒𝑖𝑥𝑒 𝑜𝑢 𝑙𝑢𝑣𝑎 0,5. ∅ 𝑑𝑜 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑎ú𝑑𝑜 ∅𝑛 = ∅ 𝑛 Espaçamento mínimo entre barras na horizontal Espaçamento mínimo entre barras na vertical Diâmetro do feixe Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 16Prof. M.Sc. Caio Aguiar Armadura transversal (Estribos) Øt Bitola (mm) CA-25 CA-50 CA-60 ≤ 10 3 Øt 3 Øt 3 Øt 10 < Ø < 20 4 Øt 5 Øt - ≥ 20 5 Øt 8 Øt - Tipo de aço Diâmetro dos pinos de dobramento para estribos Øt (mm) 180o 45o 90o 5 14 13 21 6,3 15 13 21 8 17 14 22 10 19 15 22 Acréscimo no comprimento devido a 2 ganchos (cm) Ângulo do gancho Acrescentar sempre 15 cm Diâmetro limite dos estribos 5mm ≤ Ø𝑡 ≤ bw/10 Os estribos devem ser ancorados por contato nas barras longitudinais que também servem como porta estribos. (Ø𝑝𝑒≥ Ø𝑡) Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 17Prof. M.Sc. Caio Aguiar Espaçamentodos estribos 𝑉𝑆𝑑 ≤ 0,67𝑉𝑅𝑑2 → 𝑠𝑚á𝑥 = 0,6. 𝑑 ≤ 30 𝑐𝑚 Espaçamento longitudinal máximo 𝑉𝑆𝑑 > 0,67𝑉𝑅𝑑2 → 𝑠𝑚á𝑥 = 0,3. 𝑑 ≤ 20 𝑐𝑚 Espaçamento transversal máximo entre pernas 𝑉𝑆𝑑 ≤ 0,20𝑉𝑅𝑑2 → 𝑠𝑚á𝑥 = 𝑑 ≤ 80 𝑐𝑚 𝑉𝑆𝑑 > 0,20𝑉𝑅𝑑2 → 𝑠𝑚á𝑥 = 0,6. 𝑑 ≤ 35 𝑐𝑚 O espaçamento deve ser preferencialmente múltiplo de 2,5 cm. Regras de Detalhamento Segundo a NBR 6118 (2014) 18Prof. M.Sc. Caio Aguiar Espaçamento dos estribos Quando houver armadura comprimida nas vigas (armadura dupla) adotar as regras de espaçamento para armadura transversal de pilares para proteger as barras contra a flambagem. Diâmetro mínimo dos estribos ∅𝑡 ≤ 5𝑚𝑚 1/4 ∅ Espaçamento máximo dos estribos 𝑠 ≤ 20 𝑐𝑚 𝑏 24∅ 12∅ (menor dimensão da seção transversal) (Aço CA-25) (Aço CA-50) ➢ Quando se utilizar concretos de fck > 50 MPa, o espaçamento máximo dos estribos deve ser reduzido em 50%. Ancoragem das Armaduras 19Prof. M.Sc. Caio Aguiar A viabilidade do concreto armado está associada ao fenômeno da aderência, que assegura a igualdade das deformações específicas do concreto e do aço, garantindo também a transmissão das forças entre os dois materiais. ➢ A aderência entre o concreto e o aço se dá de três formas distintas, aderência por adesão, por atrito e mecânica. ➢ Os itens 9.3 e 9.4 da NBR 6118 (2014) fazem as recomendações quanto a verificação da aderência e a ancoragem das armaduras. Ancoragem das Armaduras 20Prof. M.Sc. Caio Aguiar Adesão Decorre do poder ligante do cimento que surge em virtude das ligações físico- químicas que se estabelecem nas interfaces entre os dois materiais durante a pega. Ancoragem das Armaduras 21Prof. M.Sc. Caio Aguiar Atrito É condicionada pelo coeficiente de atrito entre aço e concreto e pela compressão transversal que o concreto exerce na barra. Ancoragem das Armaduras 22Prof. M.Sc. Caio Aguiar Mecânica É devida às saliências na superfície da barra que funcionam como uma espécie de apoio que reage no sentido contrário a tração. Ancoragem das Armaduras 23Prof. M.Sc. Caio Aguiar Zonas de Boa e Má Aderência Essas zonas estão associadas a condições de vibração e adensamento do concreto. Em peças concretadas horizontalmente a perda d’água durante a pega é mais intensa nas regiões superiores, ocasionando uma zona de má aderência, principalmente nas armaduras superiores de vigas e quando se utilizam fôrmas deslizantes. Ancoragem das Armaduras 24Prof. M.Sc. Caio Aguiar Considerando-se simplificadamente que a distribuição de tensões de aderência fbd entre o concreto e o aço seja uniforme, e que haja ruptura simultânea por escoamento da barra e por aderência da barra (de diâmetro Ø) no concreto, para um comprimento de ancoragem básico lb, tem se que: 𝜋. ∅2 4 𝑓𝑦𝑑 = 𝜋. ∅. 𝑙𝑏 . 𝑓𝑏𝑑 → 𝑙𝑏 = ∅. 𝑓𝑦𝑑 4. 𝑓𝑏𝑑 ≥ 25∅ Ancoragem das Armaduras 25Prof. M.Sc. Caio Aguiar Resistência de aderência de cálculo da armadura passiva 𝑓𝑏𝑑 = 𝜂1. 𝜂2. 𝜂3. 𝑓𝑐𝑡𝑑 Aço h1 Zona h2 Ø h3 CA-25 1 Boa 1 <32 1 CA-50 2,25 Má 0,7 CA-60 1,4 ≥32 𝑓𝑐𝑡,𝑚 = 0,3 𝑓𝑐𝑘 2/3 Para concretos de classes até C50 Resistência à tração média do concreto 𝑓𝑐𝑡,𝑚 = 2,12 ln 1 + 0,11 𝑓𝑐𝑘 Para concretos de classes C55 até C90 O valor de fck deve ser expresso em MPa Resistência característica inferior à tração do concreto 𝑓𝑐𝑡𝑘,𝑖𝑛𝑓 = 0,7. 𝑓𝑐𝑡,𝑚 Resistência à tração de projeto do concreto 𝑓𝑐𝑡𝑑 = 𝑓𝑐𝑡𝑘,𝑖𝑛𝑓 𝛾𝑐 Ancoragem das Armaduras 26Prof. M.Sc. Caio Aguiar Comprimento de ancoragem O comprimento de ancoragem necessário a ser utilizado lb,necessário é definido em função do comprimento básico lb, da razão entre a armadura necessária As,calculado e a existente As,existente e de um coeficiente 𝜶𝟏 , que corresponde à existência ou não de ganchos, devendo ser respeitado um valor mínimo para o comprimento de ancoragem, lb, min. 𝑙𝑏,𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑠á𝑟𝑖𝑜 = 𝛼1. 𝑙𝑏 . 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝐴𝑠,𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 ≥ 𝑙𝑏,𝑚í𝑛 0,3. 𝑙𝑏 10∅ 10𝑐𝑚 Barra a1 Reta 1 Dobrada 0,7 Ancoragem das Armaduras 27Prof. M.Sc. Caio Aguiar Ganchos das armaduras longitudinais Bitola (mm) CA-25 CA-50 CA-60 < 20 4 Ø 5 Ø 6 Ø ≥ 20 5 Ø 8 Ø - Tipo de aço ➢ Barras lisas (CA-25) devem ser obrigatoriamente ancoradas em gancho semicircular; ➢ Barras comprimidas devem ser ancoradas sem gancho, ➢ Não recomendado quando Ø ≥ 32 mm ou feixes. Emenda das Armaduras 28Prof. M.Sc. Caio Aguiar ➢ O item 9.5 da NBR 6118 (2014) faz as recomendações quanto aos comprimentos de emenda das barras; ➢ Quando as barras têm diâmetros diferente, o comprimento de traspasse deve ser calculado pela barra de maior diâmetro; ➢ Quando Ø ≥ 32 mm utilizar emenda por roscas; ➢ Barras CA-50 tracionadas podem ser 100% emendadas na mesma seção quando houver somente 1 camada, para mais camadas a proporção é de até 50% para cada seção. Emenda por traspasse em barras tracionadas Emenda das Armaduras 29Prof. M.Sc. Caio Aguiar % ≤20 25 33 50 >50 a0t 1,2 1,4 1,6 1,8 2 𝑙0𝑡 = 𝛼0𝑡. 𝑙𝑏,𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑠á𝑟𝑖𝑜 ≥ 𝑙0𝑡,𝑚í𝑛 0,3. 𝛼0𝑡 . 𝑙𝑏 15∅ 20𝑐𝑚 O comprimento de emenda a ser utilizado l0t é definido em função do comprimento lb,necessário e do parâmetro α0t, em função da porcentagem de barras emendadas em uma mesma seção, devendo ser respeitado um valor mínimo para o comprimento de emenda. Emenda das Armaduras 30Prof. M.Sc. Caio Aguiar Quando Ø ≥ 16 mm ou quando a proporção de barras emendadas na mesma seção for ≥ 25% deve-se dispor de armadura transversal concentrada nos terços extremos da emenda capaz de resistir a uma força igual à da barra emendada de maior diâmetro. Armadura transversal nas emendas por traspasse Representação das Armaduras em Desenhos Técnicos 31Prof. M.Sc. Caio Aguiar Para a elaboração dos desenhos de armação deve-se ter os desenhos de forma já definidos, pois as armaduras serão posicionadas dentro do gabarito das formas. Escalas mais utilizadas: ➢ 1/25 – Cortes da seção transversal; ➢ 1/50 – Vistas longitudinais. Penas mais utilizadas: ➢ 0,1 mm – Linhas de detalhes; ➢ 0,2 mm – Linhas do gabarito de forma; ➢ 0,5 mm – Linhas das armaduras. Representação das Armaduras em Desenhos Técnicos 32Prof. M.Sc. Caio Aguiar Comprimento da dobra Comprimento reto Comprimento total Diâmetro da barra (em mm) Número da barra Quantidade de barras Comprimento da dobra ➢ Medidas em centímetros AutoCAD Ø = %%C Exemplo 33Prof. M.Sc. Caio Aguiar Detalhamento das armaduras de viga Exemplo 34Prof. M.Sc. Caio Aguiar Corte de seção transversal Lista de barras E ai gostou? 35Prof. M.Sc. Caio Aguiar Se desejar adquirir ainda mais conhecimento eu preparei uma coletânea de e-books sobre detalhamento, Lá você vai ter acesso adicional a todo esse conteúdo aqui em embaixo https://pay.hotmart.com/A21871569H Detalhamento de Vigas Basta acessar esse link Detalhamento de Lajes Detalhamento de Pilares ➢ Decalagem das armaduras por bielas e tirantes; ➢ Tabela com comprimento de ancoragem e emenda das armaduras; ➢ Vigas T; ➢ Situação de apoio indireto; ➢ Torção; ➢ Empuxo no vazio. ➢ Conceituação de lajes; ➢ Desenhos de armação; ➢ Armadura mínima; ➢ Lajes maciça; ➢ Abertura em lajes por bielas e tirantes. ➢ Conceituação de pilares; ➢ Formas Geométricas; ➢ Desenhos de forma; ➢ Regras de detalhamento da armadura longitudinal; ➢ Regras de detalhamento da armadura transversal; ➢ Emendas por traspasse em barras comprimidas; ➢ Armadura transversal nas emendas por traspasse; ➢ Ancoragem das armaduras no topo dos pilares; ➢ Ancoragem das armaduras na base dos pilares; ➢ Desenhos de armação; ➢ Exemplo de detalhamento de pilar; ➢ Transição de pilar por bielas e tirantes; ➢ Detalhamento de pilar-parede. https://pay.hotmart.com/A21871569H
Compartilhar