Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 1 Exemplos de Dimensionamento de Lajes 1) Dimensionar e detalhar as lajes de uma escola representadas na figura baixo. Considerar a resistência do concreto igual a 200 kgf/cm2, hlaje=10cm e bviga=15cm . L2L1 L1=7/3=2,33 (1 direção) L2=6/2,5=2,4 (1 direção) Carregamento nas lajes (L1= L2): Peso próprio (pp) ................ 2500 x 0,10 = 250 kgf/m2 Revestimento (rev.) .....................................100 kgf/m2 Sobrecarga (sob.) ........................................ 300 kgf/m2 Carregamento total ........................................... 650 kgf/m2 Critério para engastamento de lajes: 7 x 0,7 = 4,9 m (pode engastar) Cálculo dos momentos: L1) 650 3,15 m + - M = qL2/14,22 = 650x3,152/14,22 M = 454 kgfm (positivo) X = -qL2/8 = -650x3,152/8 X = -806 kgfm (negativo) L2) 650 2,65 m + - M = qL2/14,22 = 650x2,652/14,22 M = 321 kgfm (positivo) X = -qL2/8 = -650x2,652/8 X = -571 kgfm (negativo) Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 2 Cálculo das flechas: Laje L1: cm L f 05,1 300 315 300 (flecha limite) EI qL f 384 2 4 MPaE 96,25043205600 E = 250439,6 kgf/cm2 I = bh3/12 b = 1m, h = 0,1m 34 4 10,0106,250439384 12)15,3(6502 f f = 0,0016 m = 0,16 cm (ok!) Laje L2: cm L f 88,0 300 265 300 (flecha limite) EI qL f 384 2 4 34 4 10,0106,250439384 12)65,2(6502 f f = 0,0008 m = 0,08 cm (ok!) L2L1 454 8 0 6 5 7 1 321 Equilíbrio de Momento Negativo (utilizar o maior momento) a) (806+571)/2 = 689 kgfm b) 80% do maior momento = 0,8806 = 645 kgfm O momento de equilíbrio utilizado no cálculo: 689 kgfm Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 3 Obs. 1: Cobrimento das armaduras (recomendações da NBR 6118/2014). - Ver material de apoio sobre classe de agressividade ambiental. O esquema: ah av Pastilha de argamassa ou espaçador plástico c c Como informação adicional dão-se valores mínimos de: ah 2 cm 1 1,2 dagregado av 2 cm 1 0,5 dagregado Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 4 Determinação da armadura positiva: Conhecendo a resistência do concreto fck = 20MPa e o tipo de aço, CA 50, determina-se o valor de k6 através da equação: M db k 2 6 . onde: b = 100 cm (cálculo por metro) d = distância da borda mais comprimida ao centro de gravidade da armadura em cm. d = h -2cm para maior momento positivo d = h -2,5cm para menor momento positivo d = h -2cm para momentos negativos M = momento em tfcm d centro de gravidade da armadura metro M borda mais comprimida c obs1.: As tabelas que serão utilizadas, já incorporam os coeficientes de minoração de resistência dos materiais e os coeficientes de majoração de cargas. M = 45,4 tfcm (L1) d = 8,0 cm 97,140 4,45 0,8100 2 6 k (tabela) 336,03 k M = 32,1 tfcm (L2) d = 8,0 cm 38,199 1,32 0,8100 2 6 k (tabela) 332,03 k Encontrados os valores de k3, determina-se a seção de aço em cm 2/m através da equação: d Mk As 3 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 5 Laje L1: 0,8 4,45336,0 sA 1,91A s cm 2/m Armadura Principal 5.0mm c/10cm Laje L2: 0,8 1,32332,0 sA 1,33A s cm 2/m norma )10100( 100 15,0 )%(15,0min hbAs 501,As cm 2/m (adotada) Armadura Principal 5.0mm c/13cm Armadura Secundária 5.0mm c/22cm Armadura Secundária 5.0mm c/22cm obs2.: De um modo geral o diâmetro das barras utilizadas em lajes é de 5 a 10mm. Obs3.: Para lajes, as barras são dispostas com espaçamentos que deverão obedecer: espaçamento mínimo = 7cm; espaçamento máximo = 20cm (armada em cruz); = 2xh (armada em uma direção). Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 6 Detalhe da Armadura Positiva c/10-2,55 c/ 2 2 -7 ,1 5 c/13-2,15 c/ 2 2 -6 ,1 5 armadura de complemento obs4.: Critérios para contrafiamento de armadura positiva (gera economia). 1. Se a utilizada for de 5.0 mm, e estando espaçada acima de 13cm, não deve ser contrafiada; 2. Se a utilizada for de 5.0 mm, e estiver espaçada de 13cm ou abaixo, deve contrafiar, sendo que o comprimento da barra deve ser 80% da medida de eixo a eixo do apoio; 3. Se a utilizada for de 6.3 mm ou mais grossa, deve-se contrafiar, independente do espaçamento, sendo o comprimento da barra 80% da medida de eixo a eixo de apoio. obs5.: Critérios para armadura mínima. 1. A armadura mínima de tração deve possuir área igual ou maior que 0,15% de bwh; 2. O diâmetro máximo da barras das armaduras não deve ser superior a 10% da espessura da laje; 3. Nas regiões centrais das lajes, onde agem os máximos momentos fletores, o espaçamento das barras da armadura principal não deve ser superior a 20cm. No caso de lajes armadas numa direção, esse espaçamento, além de atender a exigência acima, também não deve ser superior a 2h; Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 7 4. A armadura secundária de flexão deve corresponder à percentagem de armadura igual ou superior a 20% da armadura principal ou 0,9cm2/m, prevalecendo a maior taxa de armadura, mantendo-se, ainda, um espaçamento entre barras de no máximo 33cm. Determinação da armadura Negativa: o mesmo procedimento da armadura positiva. M = 689 kgfm , d = 8 cm 02,93 9,68 8100 2 6 k (tabela) 344,03 k d Mk As 3 8 9,68344,0 sA 2,96As cm 2/m Armadura Negativa 6.3mm c/10cm Detalhe da Armadura Negativa c/10-1,42 3,15/4 0,80 0,80/3 30 ancoragem = h-4 10-4 = 6 cm Detalhe: 130 6 6 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 8 2) Dimensionar e detalhar as lajes de uma lavanderia industrial representadas na figura abaixo. Considerar a resistência do concreto igual a 200 kgf/cm2, hlaje=10cm, bviga=15cm e o revestimento em granito. LAJE 1 LAJE 2 LAJE 3 Classificação: L1 = 6,0/4,0 = 1,5 (armada em 2 direções) L2 = 5,0/4,0 = 1,25 (armada em 2 direções) L3 = 7,0/3,0 = 2,33 (armada em 1 direção) Carregamento nas lajes (L1=L2= L3): Peso próprio (pp) .................. 2500 x 0,10 = 250 kgf/m2 Revestimento (rev.) ......................................150 kgf/m2 Sobrecarga (sob.) .........................................200 kgf/m2 Carregamento total ............................................600 kgf/m2 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 9 Condição de engastamento: LAJE 1 LAJE 2 LAJE 3 X X Cálculo dos momentos e das reações: L1) Laje armada em duas direções: Utilizar o Processo de Marcus O processo de Marcus faz a divisão da laje por uma grelha de vigas e depois aplica adequados coeficientes que levam em conta o aspecto de continuidade da laje, que solidariza toda a malha de vigas.As tabelas de Marcus já fazem os cálculos diretamente permitindo facilmente os cálculos dos momentos positivos e os negativos. 1. Escolha das direções principal e secundária. Direção principal: Lx Direção secundária: Ly Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 10 Ex.: 4 6 4 6 4 6 4 6 Lx = 6 Ly = 4 Lx = 4 Ly = 6 Lx = 6 Ly = 4 Lx = 4 Ly = 6 4 6 4 6 Lx = 4 Ly = 6 Lx = 4 Ly = 6 obs.: Para o mesmo número de engastes, Lx será o menor vão; Para número de engastes diferentes o Lx corta o maior número de engastes. 2. Utilizar as fórmulas para os cálculos dos momentos: O dado de entrada nas tabelas é a relação entre lados, Ly/Lx. Das tabelas retiram- se os coeficientes: mx, my, nx e ny que permitem calcular os momentos. Momento positivo Momento negativo Direção x: x 2 x m qlx M x 2 x n qlx X Direção y: y 2 y m qlx M y 2 n qlx Xy Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 11 4,15 6,15 67,0 15,6 15,4 Lx Ly 335,0Xk 0,66Xm 7,35ym 9,23Xn Momento Positivo: mkgf343,8 mx qlx Mx 2 66 )15,6(600 2 Momento Negativo: mkgfXx 5,949 9,23 )15,6(600 2 mkgf635,7 my qlx My 2 7,35 )15,6(600 2 0Xy Carregamento na direção X: qkqx X 6000qx 335, kgf201qx Carregamento na direção Y: qx-qqy 201-600qy kgfqy 399 Reações na direção X: 201 kgf ql 8 5 R engaste kgf/m 5 R engaste 73315,6201 8 ql 8 3 R apoio kgf/m 3 R apoio 46415,6201 8 Carregamento na direção Y: 399 kgf 2 ql RR 21 kgf/m 4,15 RR 21 828 2 399 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 12 L2) Laje armada em duas direções 5,15 4,15 81,0 15,5 15,4 Lx Ly 518,0k X 6,43m X 4,15n X 3,34m y Momento Positivo: m365kgf 6,43 )15,5(600 mx qlx Mx 22 Momento Negativo: mkgf1033 4,15 )15,5(600 Xx 2 m464kgf 3,34 )15,5(600 my qlx My 22 0Xy Carregamento na direção X: qkqx X 600518,0qx 311kgfqx Carregamento na direção Y: qx-qqy 311-600qy kgf289qy Reações na direção X: 311 kgf ql 8 5 R engaste kgf/m100115,5113 8 5 R engaste ql 8 3 R apoio kgf/m60115,5113 8 3 R apoio Reações na direção Y: 289 kgf 2 ql RR 21 kgf/m600 2 4,15289 RR 21 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 13 L3) Laje armada em uma direção 7,15 3,15 7/3 = 2,33 (01 direção) Reações 600 kgf kgf/m 3 ql 3 R apoio 70915,3600 88 kgf/m 5 ql 5 R engaste 118115,3600 88 X = -qL2/8 = 600x3,152/8 X = 744 kgfm (negativo) M = qL2/14,22 = 600x3,152/14,22 M = 419 kgfm (positivo) Equilíbrio dos Momentos Negativos: (utilizar o maior momento) LAJE 1 LAJE 2 LAJE 3 744 744 949,5 0 1 0 3 3 0 L1/L2 = 1033 L1/L3 = 949,5/744 L1/L3 = 846,75 L2/L3 = 744 6,15 3,15 1,55 1,54 6,15 4 < 3,15/2 (certo) 0,80 4 3,15 (errado) Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 14 Cálculo das flechas: L1) 4,15 6,15 67,0 15,6 15,4 Lx Ly 2mkgfqx /201 384EI 2ql f 4 2mkgfqy /399 384EI 5ql f 4 Flecha na direção X: (flecha limite) f L/300 = 615/300 = 2,05 cm MPa96,25043205600E E = 25043,96105 kgf/m2 I = bh3/12 b = 1x0,13/12 = 8,3310-5 m4 55 4 1033,81096,25043384 15,62012 384EI 2qxlx fx 4 cm0,7mfx 007,0 Ok! Flecha na direção Y: (flecha limite) f L/300 = 415/300 = 1,38 cm 55 4 1033,81096,25043384 15,43995 384EI 5qyly fy 4 cm0,7mfy 007,0 Ok! L2) 5,15 4,15 81,0 15,5 15,4 Lx Ly 2m/kgf311qx 2m/kgf289qy f L/300 = 515/300 = 1,72 cm (flecha limite) Flecha na direção X: 55 4 33,81096,25043384 15,53112 384EI 2qxlx fx 4 cm0,54mfx 0054,0 Ok! Flecha na direção Y: 55 4 33,81096,25043384 15,42895 384EI 5qyly fy 4 cm0,54mfy 0054,0 Ok! L3) 7,15 3,15 f L/300 = 315/300 = 1,05 cm (flecha limite) 2m/kgf600q 55 4 33,81096,25043384 15,36002 384EI 2ql f 4 cm0,15mf 0015,0 Ok! Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 15 Determinação da armadura positiva: Conhecendo a resistência do concreto fck = 20MPa e o tipo de aço, CA 50, determina se a seção de aço através das seguintes equações: M db k 2 6 , d M kAs 3 Laje 1 Laje 2 Laje 3 Direção X cmtfMx 4,34 Direção Y cmtfMy 6,63 Direção X cmtf5,36Mx Direção Y cmtf4,46My Uma direção cmtf9,41M 34,4 8100 k 2 6 05,186k 6 63,6 8100 k 2 6 63,100k 6 36,5 8100 k 2 6 34,175k 6 46,4 8100 k 2 6 93,137k 6 41,9 8100 k 2 6 74,152k 6 333,0k 3 343,0k 3 334,0k 3 337,0k 3 335,0k 3 8 34,4 333,0As 8 63,6 343,0As 8 36,5 334,0As 8 46,4 337,0As 8 41,9 335,0As m cm 43,1As 2 m cm 73,2As 2 m cm 52,1As 2 m cm 95,1As 2 m cm 75,1As 2 Asmin = 1,5cm 2 /m 5.0mm c/13cm 5.0mm c/7cm 5.0mm c/13cm 5.0mm c/10cm 5.0mm c/11cm Detalhe da Armadura Positiva c/ 1 3 -4 ,9 5 c/7-3,35 c/13-4,15 c/ 1 0 -3 ,3 5 c/ 1 1 -2 ,5 5 c/22-7,15 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 16 Determinação da armadura Negativa: o mesmo procedimento da armadura positiva. L1/L2 – cmtfM 3,103 L1/L3 – cmtfM 7,84 103,3 8100 k 2 6 96,61k 6 84,7 8100 k 2 6 56,75k 6 tabela 360,0k 3 tabela 352,0k 3 8 103,3 360,0As m cm 65,4As 2 8 84,7 352,0As m cm 73,3As 2 8.0mm c/10cm 8.0mm c/13cm Detalhe da Armadura Negativa viga contínua viga biapoiada c/10-2,35 c /1 3 -2 ,7 5 armadura de canto armadura de canto 0 ,5 5 1 ,5 5 5,15/4 1,30 m 1,30/3 0,45 m ancoragem = h-2 10-2 = 8 cm 252,5/10 25 bar. Detalhe: 215 8 8 6,15/4 1,55 m 1,55/3 0,55 m ancoragem = h-2 10-2 = 8 cm 700/13 54 bar. Detalhe: 255 8 8 obs1.: Critérios para a interrupção de armadura negativa. 1. Se o cruzamento for de duas vigas biapoiadas ou de duas contínuas, a que tiver maior momento tem prioridade para prosseguir; 2. Se o cruzamento for entre uma viga contínua e uma biapoiada, a armadura que prosseguirá será aquela que estiver por cima da viga contínua. Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 17 Determinação da armadura de canto. Em cada canto das lajes retangulares livremente apoiadas (articuladas) nas quatro bordas, quando não for calculada armadura para resistir os momentos volventes, deverá ser colocada uma armadura superior na direção da bissetriz e uma na direção perpendicular à bissetriz, possuindo cada uma área não inferior à metade da área daarmadura máxima no centro da laje. Armadura Superior Armadura Inferior 1/5 do menor vão 1/5 do menor vão 1/5 do menor vão 1/5 do menor vão O vão escolhido será o maior dos menores das lajes que precisem de armadura de canto; A armadura de canto utilizada será aquela da laje que apresentar maior momento positivo (das lajes que precisem da armadura de canto); Armadura de canto somente em lajes armadas em duas direções; Somente em lajes acima de 12 m2; A armadura será única para todos os cantos; 0,80 0,80 barras16 0,07 1,13 2x165.0-c/7-variado colocados em apenas dois cantos, onde não há armadura negativa. Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 18 3. Dimensionar e detalhar a laje de uma sacada representada na figura abaixo, sabendo-se que o parapeito é de alvenaria acabada de tijolos furados, com largura de 10cm. Considerar a resistência do concreto igual a 200 kgf/cm2, hlaje=10cm e bviga=10cm. Obs.: Ao longo de parapeitos e balcões deve ser considerada uma carga horizontal de 0,80 kN/m na altura do corrimão e uma carga vertical mínima de 2 kN/m. Parapeito: 0,11,01300 = 130 kgf/m 1,45 m 200 kgf/m 80 kgf/m 1,0 m Peso-próprio: 25000,1 = 250 kgf/m2 Revestimento de piso: 100 kgf/m2 Forro de gesso: 50 kgf/m2 Sobrecarga (residência): 150 kgf/m2 Total da carga distribuída: 550 kgf/m2 LAJE ENGASTADA SACADA PLANTA BAIXA 550kgf/m 2 1,45 m R M 80x1=80 kgf·m/m 200 + 130 = 330 kgf/m Reações: kgf/m5,1127)45,1550(330R 80 2 45,1 55045,1330M 2 m/mkgf7,1136M arm. negativa Determinação da armadura negativa: CORTE c/8,5-3,0 M db k 2 6 113,7 5,7100 k 2 6 47,49k 6 373,0k 3 m cm 65,5 5,7 113,7 373,0As 2 8.0-c/8,5 Prof. Roldão Araújo – M.Sc. Estruturas 19 obs1.: O comprimento da armadura que se deve colocar para dentro da laje vizinha é o mesmo comprimento do balanço, e não pode ser contrafiada. Armadura para absorver esforço de retração do concreto “Positiva”. Armadura secundária nas duas direções, pois não existe momento positivo. Armadura secundária: 0,9 cm2/m emáx. = 33 cm c /2 2 -1 ,3 5 c/22-2,97
Compartilhar