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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL CONCRETO ESTRUTURAL 1 PROF. DR. DANIEL DE LIMA ARAÚJO MEMORIAL DE CÁLCULO, PROJETO E DETALHAMENTO DE VIGA DE CONCRETO BRUNO CARNEIRO LUDOVICO DE PAULA – 201407655 JOÃO PAULO GUERRA – 201408029 LUIZ HENRIQUE NOGUEIRA – 201303850 MARCOS LABORÃO - 201407679 GOIÂNIA DEZEMBRO, 2017 2 Memorial de Cálculo Dimensionamento da Viga à Flexão: Inicialmente, foi realizado a majoração das ações e a minoração das resistências: 𝑄𝑘 = 37 𝑘𝑁/𝑚 𝛾𝑓= 1,4 𝑄𝑑 = 37𝑥 1,4 𝑄𝑑 = 51,8 𝑘𝑁/𝑚 𝑓𝑐𝑑 = 𝑓𝑐𝑘 𝛾𝑐 = 25 1.4 = 17,857 𝑀𝑃𝑎 𝑓𝑦𝑑 = 𝑓𝑦𝑘 𝛾𝑠 = 500 1.15 = 434,783 𝑀𝑃𝑎 A partir do diagrama abaixo, obtido com o auxílio do software Ftool, foram realizados os cálculos das áreas de aço. Para se traçar estes diagramas, a carga já havia sido majorada. 𝑀𝑣𝑎𝑜1 = 45,568 𝐾𝑁 𝑀𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 = −240,530𝐾𝑁 𝑀𝑣𝑎𝑜2 = 199,739𝐾𝑁 3 - Área de Aço Vão 1: 046,0 61,015,010857,17 10568,45 26 3 2 dbf M wcd d (Domínio 2) Utilizando o software Excel, foi realizado uma interação para se achar com menor erro possível o valor de 𝜀𝑐. Sendo assim, adotou-se este com o valor de: 𝜀𝑐 = 0,013% 𝜓 = 1,25 ∙ (1 − 0,002 3 ∙ 𝜀𝑐 𝑀𝑎𝑥) 𝜓 = 0,611 𝜉 = 1,25 [1 − √1 − 1,6 ∙ 𝜇 0,68 ∙ 𝜓 ] = 0,1153 𝜑 = 1 − 0,4𝜉 = 0,954 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝜑 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = 1,801 𝑐𝑚2 -Área de Aço Vão 2: 𝜇 = 𝑀𝑑 𝑓𝑐𝑑 ∙ 𝑏𝑤 ∙ 𝑑2 = 199,739 ∙ 103 17,857 ∙ 106 ∙ 0,15 ∙ 0,61² = 0,200 (𝐷𝑜𝑚í𝑛𝑖𝑜 3) 𝜉 = 1,25 [1 − √1 − 1,6 ∙ 𝜇 0,68 ] = 0,341 𝜑 = 1 − 0,4𝜉 = 0,863 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝜑 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = 8,722 𝑐𝑚2 -Área de Aço Sobre Apoio: 𝜇 = 𝑀𝑑 𝑓𝑐𝑑 ∙ 𝑏𝑤 ∙ 𝑑2 = 240,530 ∙ 103 17,857 ∙ 106 ∙ 0,15 ∙ 0,61² = 0,241 (𝐷𝑜𝑚í𝑛𝑖𝑜 2) 𝜉 = 1,25 [1 − √1 − 1,6 ∙ 𝜇 0,68 ] = 0,428 𝜑 = 1 − 0,4𝜉 = 0,829 4 𝐴𝑠 = 𝑀𝑑 𝜑 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = 10,944 𝑐𝑚2 Apenas para verificação de segurança, segue em seguida os cálculos de armadura máxima e mínima. - Armadura máxima: (𝐴𝑠 + 𝐴𝑠′) ≤ 4 100 ∙ 𝐴𝑐 ≤ 4 100 ∙ 0,15 ∙ 0,65 ≤ 39 𝑐𝑚² - Armadura mínima: 𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 𝜌𝑚𝑖𝑛 ∙ 𝐴𝑐 = 0,15 100 ∙ 0,15 ∙ 0,65 = 1,462 𝑐𝑚² Sendo 𝜌𝑚𝑖𝑛 = 0,15% para 𝑓𝑐𝑘 = 25 𝑀𝑃𝑎 e seção retangular. Cálculo do número de barras a ser utilizadas em cada seção: - Para o vão 1: 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 1,8012 1,227 = 1,468 : sendo assim, teríamos 2 Barras de 12,5 mm de diâmetro. 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 1,8012 0,785 = 2,294 : sendo assim, teríamos 3 Barras de 10 mm de diâmetro. Sendo assim para este vão, por estar mais próximo do número acima, escolhemos a configuração de: 2∅12,5 - Para o vão 2: 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 8,7219 1,227 = 7,108 : sendo assim, teríamos 7 Barras de 12,5 mm de diâmetro. 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 8,7219 2,011 = 4,337 : sendo assim, teríamos 5 Barras de 16 mm de diâmetro. 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 8,7219 3,142 = 2,776 : sendo assim, teríamos 3 Barras de 20 mm de diâmetro. Sendo assim para este vão, por ter um momento maior, escolhemos a configuração de: 3∅20 - Para o Apoio: 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 10,9438 1,227 = 8,919 : sendo assim, teríamos 9 Barras de 12,5 mm de diâmetro. 5 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 10,9438 2,011 = 5,442, sendo assim, teríamos 6 Barras de 16 mm de diâmetro. 𝑛 = 𝐴𝑠 𝐴∅ = 10,9438 3,142 = 3,483, sendo assim, teríamos 4 Barras de 20 mm de diâmetro. Sendo assim para este vão, por ter um momento maior, escolhemos a configuração de: 4∅20 Divisão do momento negativo (barras de 20 mm): 𝑀1∅ = 𝐴𝑠 ∙ 𝜑𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = (1 ∙ 3,14 ∙ 10 −4) ∙ 0,61 ∙ 0,8287 ∙ 500 ∙ 10 3 1,15⁄ = 69,048 𝑘𝑁𝑚 𝑀1∅ 1,4 = 49,320 𝑘𝑁𝑚 Divisão do momento positivo: - Vão 1 (barras de 12,5 mm): 𝑀1∅ = 𝐴𝑠 ∙ 𝜑𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = (1 ∙ 1,227 ∙ 10 −4) ∙ 0,61 ∙ 0,9539 ∙ 500 ∙ 10 3 1,15⁄ = 31,042 𝑘𝑁𝑚 𝑀1∅ 1,4 = 22,173 𝑘𝑁𝑚 - Vão 2 (barras de 20 mm): 𝑀1∅ = 𝐴𝑠 ∙ 𝜑𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 = (1 ∙ 3,14 ∙ 10 −4) ∙ 0,61 ∙ 0,8635 ∙ 500 ∙ 10 3 1,15⁄ = 71,911 𝑘𝑁𝑚 𝑀1∅ 1,4 = 51,365 𝑘𝑁𝑚 Cálculo do número de barras ancorado nos apoios extremos (momento nulo): 𝐴𝑠 = 1 3 ∙ 𝐴𝑠,𝑣ã𝑜, pois o momento é nulo, Vão 1: 𝐴𝑠 = 1 3 ∙ 𝐴𝑠,𝑣ã𝑜1 = 2 3 = 1 barra Vão 2: 𝐴𝑠 = 1 3 ∙ 𝐴𝑠,𝑣ã𝑜2 = 3 3 = 1 barra Cálculo do número de barras levadas ao apoio intermediário (momento negativo): 𝐴𝑠 = 1 4 ∙ 𝐴𝑠,𝑣ã𝑜, pois |𝑀𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜| > 0,5 ∙ |𝑀𝑣ã𝑜| 𝐴𝑠 = 4 4 = 1 barra 6 Cálculo da decalagem (modelo II, NBR 6118/2003): 𝑎ℓ = 0,5 ∙ 𝑑 ∙ (𝑐𝑜𝑡𝑔 𝜃 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 𝛼) 𝛼: ângulo de inclinação do estribo (𝛼 = 90°) - Valor escolhido advindo do Modelo II 30° < 𝜃 < 45° adotado 𝜃 = 30° (ângulo de inclinação da biela de compressão) Com estes números, temos que: 𝑎ℓ = 0,5 ∙ 0,61 ∙ (𝑐𝑜𝑡𝑔 30 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 90) = 0,528 𝑚 Ancoragem retilínea: a) Cálculo do comprimento de ancoragem: 𝑓𝑏𝑑 = 𝜂1 ∙ 𝜂2 ∙ 𝜂3 ∙ 𝑓𝑐𝑡𝑑 𝛾𝑐 = 1,4 𝑓𝑐𝑡𝑑 = 𝑓𝑐𝑘,𝑖𝑛𝑓 𝛾𝑐 = 0,7 ∙ 0,3 ∙ 𝑓𝑐𝑘 2 3 1,4 = 1,283 𝑀𝑃𝑎 Sendo que: 𝜂1 = 2,25 (Aço CA-50) 𝜂2 = 1,0 (Barras inferiores – boa aderência) 𝜂2 = 0,7 (Barras superiores – má aderência) 𝜂3 = 1,0 (𝜙 < 32 mm) Comprimento de ancoragem: comprimento mínimo necessário para que as tensões na armadura tracionada sejam transferidas para o concreto. 7 ℓ𝑏 = 𝜙 4 ∙ 𝑓𝑦𝑑 𝑓𝑏𝑑 Para as barras inferiores: 𝑓𝑏𝑑 = 2,25 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,2825 = 2,886 𝑀𝑃𝑎 Vão 1: ℓ𝑏,𝑣ã𝑜1 = 12,5∙10−3 4 ∙ 500∙106 1,15⁄ 2,8856∙106 = 0,471 𝑚 → ℓ𝑏,𝑣ã𝑜1 = 50 𝑐𝑚 Vão 2: ℓ𝑏,𝑣ã𝑜2 = 20∙10−3 4 ∙ 500∙106 1,15⁄ 2,8856∙106 = 0,753 𝑚 → ℓ𝑏,𝑣ã𝑜2 = 75 𝑐𝑚 Para as barras superiores: 𝑓𝑏𝑑 = 2,25 ∙ 0,7 ∙ 1,0 ∙ 1,2825 = 2,02 𝑀𝑃𝑎 ℓ𝑏,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 = 20∙10−3 4 ∙ 500∙106 1,15⁄ 2,02∙106 = 1,076 𝑚 → ℓ𝑏,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 = 110 𝑐𝑚 b) Comprimento necessário para ancoragem reta: ℓ𝑏,𝑣ã𝑜1,𝑛𝑒𝑐 = ℓ𝑏,𝑣ã𝑜1 ∙ 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙 𝐴𝑠,𝑒𝑥 = 50 ∙ 1,8012 2,453 = 37 𝑐𝑚 ≥ { 0,3 ∙ ℓ𝑏 = 15 𝑐𝑚 10∅ = 12,5 𝑐𝑚 100 𝑚𝑚 ℓ𝑏,𝑣ã𝑜2,𝑛𝑒𝑐 = ℓ𝑏,𝑣ã𝑜2 ∙ 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙 𝐴𝑠,𝑒𝑥 = 75 ∙ 8,7219 9,420 = 70 𝑐𝑚 ≥ { 0,3 ∙ ℓ𝑏 = 22,5 𝑐𝑚 10∅ = 20 𝑐𝑚 100 𝑚𝑚 ℓ𝑏,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜,𝑛𝑒𝑐 = ℓ𝑏,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 ∙ 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙 𝐴𝑠,𝑒𝑥 = 110 ∙ 10,9438 12,56 = 96 𝑐𝑚 ≥ { 0,3 ∙ ℓ𝑏 = 33 𝑐𝑚 10∅ = 20 𝑐𝑚 100 𝑚𝑚 Observação: a rigor, esta redução somente é válida se for adotada a divisão do momento máximo (através de linhas horizontais) pelo número de barras, isto é, sem calcular o momento resistido por uma barra. Tabela com valores de comprimento de ancoragem: 𝑎𝑙(cm) 𝑙𝑏,𝑛𝑒𝑐 (𝑐𝑚) Vão1 52,8 37 Apoio 52,8 96 Vão2 52,8 70 8 a) Comprimento das barras No vão 1, as 2 primeiras barras positivas serão ancoradas no apoio. Para o cálculo do comprimento de N1, é necessário calcular o comprimento de ancoragem no apoio. No vão 2, as 2 primeiras barras positivas serão ancoradas no apoio, a outra terá ancoragem reta. Para o cálculo do comprimento das barras N4, é necessário calcular o comprimento de ancoragem no apoio. No presente projeto houve a escolha da opção de ganchos retos para as regiões de apoio. Valor da força a ancorar no primeiro apoio (vão 1): 9 115,1 132,6 = 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 68,708 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 = 59,64 𝑘𝑁 𝑅𝑠𝑡 = 𝑎ℓ 𝑑 ∙ 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 = 0,528 0,61 ∙ 59,64 𝑅𝑠𝑡 = 51,62 𝑀𝑃𝑎 > 0,5 ∙ 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙𝑐 = 𝑅𝑠𝑡 𝑓𝑦𝑑 = 51,62 500 ∙ 103 1,15⁄ = 1,192𝑐𝑚2 Ancoragem com gancho reto no vão 1: ℓ𝑏 ≥ { ℓ𝑏,𝑛𝑒𝑐 = 𝛼1 ∙ ℓ𝑏,𝑣ã𝑜1 ∙ 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙 𝐴𝑠,𝑒𝑓 𝑟 + 5,5∅ ℓ𝑏 ≥ { ℓ𝑏,𝑛𝑒𝑐 = 0,7 ∙ 50 ∙ 1,192 2 ∙ 1,22 = 17,00 𝑐𝑚 < 32,5𝑐𝑚 → 𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 é 𝑠𝑢𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑛𝑐𝑜𝑟𝑎𝑟 2,5∅ + 5,5∅ = 8∅ = 10𝑐𝑚 𝛼1 = 0,7 para barras com gancho cujo comprimentono plano perpendicular ao gancho ≥ 3∅ 𝛼1 = 1 , caso contrário 3∅ = 3 ∙ 1,25 = 3,75 < 6,24 → 𝛼1 = 0,7 10 Comprimento total do gancho no vão 1: ℓ𝑣 = ℓ1 + 5∅ 2 + ∅ = 8∅ + 2,5∅ + ∅ = 11,5∅ = 11,5 ∙ 1,25 = 14,375𝑐𝑚 ℓ1 = 8∅ = 8 ∙ 1,25 = 10𝑐𝑚 ℓ2 = 𝜋 (5∅ + ∅) 4 ≅ 5,89𝑐𝑚 ℓ3 = 32,5 − 5∅ 2 − ∅ ≅ 28,125𝑐𝑚 ∴ ℓ𝑡 ≅ 44 𝑐𝑚 Valor da força a ancorar no último apoio (vão 2): 260,2 277,7 = 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 143,851 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 = 134,79 𝑘𝑁 𝑅𝑠𝑡 = 𝑎ℓ 𝑑 ∙ 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 = 0,528 0,61 ∙ 134,79 𝑅𝑠𝑡 = 116,67 𝑀𝑃𝑎 > 0,5 ∙ 𝑉𝑑,𝑓𝑎𝑐𝑒 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙𝑐 = 𝑅𝑠𝑡 𝑓𝑦𝑑 = 116,67 500 ∙ 103 1,15⁄ = 2,68 𝑐𝑚² Ancoragem com gancho no vão 2: ℓ𝑏 ≥ { ℓ𝑏,𝑛𝑒𝑐 = 𝛼1 ∙ ℓ𝑏,𝑣ã𝑜2 ∙ 𝐴𝑠,𝑐𝑎𝑙 𝐴𝑠,𝑒𝑓 = 1 ∙ 75 ∙ 2,68 2 ∙ 3,14 = 32,00 𝑐𝑚 < 32,5 𝑐𝑚 → 𝑂𝐾 𝑟 + 5,5∅ = 5∅ 2 + 5,5 ∙ 2,0 = 16 𝑐𝑚 11 3∅ = 3 ∙ 2,0 = 6 > 4,74 → 𝛼1 = 1,0 Comprimento total do gancho no vão 2: ℓ𝑣 = ℓ1 + 8∅ 2 + ∅ = 8∅ + 4∅ + ∅ = 13∅ = 13 ∙ 2,0 = 26𝑐𝑚 ℓ1 = 8∅ = 8 ∙ 2,0 = 16,0 𝑐𝑚 ℓ2 = 𝜋 (8∅ + ∅) 4 ≅ 14,14𝑐𝑚 ℓ3 = 32,5 − 8∅ 2 − ∅ ≅ 22,5𝑐𝑚 ∴ ℓ𝑡 ≅ 53𝑐𝑚 Comprimento das barras N1 e N4 Emenda: calculada pelo maior diâmetro ℓ0𝑐 = ℓ𝑏,𝑛𝑒𝑐 ≥ ℓ0𝑐,𝑚𝑖𝑛 ℓ0𝑐,𝑚𝑖𝑛 ≥ { 0,6 ∙ ℓ𝑏 = 0,6 ∙ 70 = 42 𝑐𝑚 15 ∙ ∅ = 15 ∙ 2,0 = 30 𝑐𝑚 200 𝑚𝑚 ℓ0𝑐 = 70𝑐𝑚 Vão 1: N1 ℓ = (465 − 17,5) + 59 + 70 2 = 542 𝑐𝑚 Vão 2: N4 ℓ = (690 − 17,5) + 59 + 70 2 = 766,5 𝑐𝑚 12 Armadura de pele (h > 60 cm): 𝐴𝑠,𝑓𝑎𝑐𝑒 = 0,10% ∙ 𝑏𝑤 ∙ ℎ = 0,10 100 ∙ 15 ∙ 65 = 0,975 𝑐𝑚² 𝑛 = ℎ 𝑒 − 1 = 65 20 − 1 = 2,25 => 3 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 𝐴𝑠,𝑏 = 0,5 𝑐𝑚² Adotar 5∅ 5 𝑚𝑚 𝑐/ 12 𝑐𝑚 (𝐴𝑆,𝑓𝑎𝑐𝑒 = 0,982 𝑐𝑚 2) Detalhamento da seção transversal da viga: Número de barras por camada (barras de 12,5 mm): 𝑎ℎ ≥ { 20 𝑚𝑚 ∅ = 12,5 𝑚𝑚 1,2𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔 = 1,2 ∙ 19 = 22,8 𝑚𝑚 ∴ 𝑎ℎ = 2,3 𝑐𝑚 𝑎𝑣 ≥ { 20 𝑚𝑚 ∅ = 12,5 𝑚𝑚 0,5𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔 = 0,5 ∙ 19 = 9,5 𝑚𝑚 ∴ 𝑎𝑣 = 2,0 𝑐𝑚 𝑏𝑤 ≥ 2𝑐 + 2∅𝑡 + 𝑛 ∙ ∅ + (𝑛 − 1) ∙ 𝑎ℎ 15 ≥ 2 ∙ 2,5 + 2 ∙ 0,63 + 𝑛 ∙ 1,25 + (𝑛 − 1) ∙ 2,3 𝑛 ≤ 3,11 𝑛 = 2 Devido ao fato deste vão possuir apenas duas barras, caberão ambas na mesma camada. Número de barras por camada (barras de 20,0 mm): 𝑎ℎ ≥ { 20 𝑚𝑚 ∅ = 20 𝑚𝑚 1,2𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔 = 1,2 ∙ 19 = 22,8 𝑚𝑚 ∴ 𝑎ℎ = 2,3 𝑐𝑚 13 𝑎𝑣 ≥ { 20 𝑚𝑚 ∅ = 20 𝑚𝑚 0,5𝑑𝑚𝑎𝑥,𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔 = 0,5 ∙ 19 = 9,5 𝑚𝑚 ∴ 𝑎𝑣 = 2,0 𝑐𝑚 𝑏𝑤 ≥ 2𝑐 + 2∅𝑡 + 𝑛 ∙ ∅ + (𝑛 − 1) ∙ 𝑎ℎ 15 ≥ 2 ∙ 2,5 + 2 ∙ 0,63 + 𝑛 ∙ 2,0 + (𝑛 − 1) ∙ 2,3 𝑛 ≤ 2,57 𝑛 = 2 Observação: Para passagem da agulha do mangote (vibrador) na face superior deve-se adotar, durante o processo executivo, um diâmetro da cabeça do mangote que seja compatível com o detalhamento proposto do projeto. No mercado verificou-se a existência de diâmetro de mangote de 3,2 cm da Branco; 3,5 cm da Vonder e 3,8 cm da Toyama de forma a viabilizar a entrada do vibrador dentro da peça. Vale destacar que há a disponibilidade mínima de 4,74 cm na utilização das barras de 20mm. Detalhamento da armadura transversal – estribos (modelo II, NBR 6118/2014): 𝑉𝑑 = 213,6 𝑘𝑁 𝑓𝑐𝑡𝑑 = 𝑓𝑐𝑘,𝑖𝑛𝑓 𝛾𝑐 = 0,7 ∙ 𝑓𝑐𝑡𝑚 𝛾𝑐 = 0,7 ∙ 0,3 ∙ 𝑓𝑐𝑘 2 3⁄ 𝛾𝑐 = 0,7 ∙ 0,3 ∙ 25 2 3⁄ 1,4 = 1,285 𝑀𝑃𝑎 14 Verificação da biela (adotou-se a inclinação da biela de 30 ֯): 𝑉𝑅𝑑2 = 0,54 ∙ 𝛼𝑣2 ∙ 𝑓𝑐𝑑 ∙ 𝑏𝑤 ∙ 𝑑 ∙ 𝑠𝑒𝑛 2𝜃 ∙ (cot 𝛼 + cot 𝜃) 𝑉𝑅𝑑2 = 0,54 ∙ (1 − 25 250 ) ∙ 17857,14 ∙ 0,15 ∙ 0,61 ∙ 𝑠𝑒𝑛230֯ ∙ (cot 90֯ + cot 30֯) = 343,84 𝑘𝑁 Cálculo da armadura: 𝑉𝑐0 = 0,6 ∙ 𝑓𝑐𝑡𝑑 ∙ 𝑏𝑤 ∙ 𝑑 = 0,6 ∙ 1285 ∙ 0,15 ∙ 0,61 = 70,55 𝑘𝑁 𝑉𝑐 = 𝑉𝑐0 ∙ 𝑉𝑅𝑑2 − 𝑉𝑑,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 𝑉𝑅𝑑2 − 𝑉𝑐0 𝑉𝑐 = 70,55 ∙ 343,84 − 213,569 343,84 − 70,55 𝑉𝑐 = 33,63 𝑘𝑁 Esforço cortante (Vd) a uma distância 𝒅 𝟐⁄ do apoio: Vão 2 (Cortante máximo no apoio intermediário): 𝑉𝑠𝑑1 = 197,83 𝑘𝑁 𝑉𝑠𝑤 = 𝑉𝑠𝑑1 − 𝑉𝑐 𝑉𝑠𝑤 = 197,83 − 33,63 = 164,2 𝑘𝑁 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 𝑉𝑠𝑤 0,9 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 ∙ 𝑠𝑒𝑛𝛼 ∙ (cot 𝛼 + cot 𝜃) 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 164,2 0,9 ∙ 0,61 ∙ 434,78. 103 ∙ 𝑠𝑒𝑛90֯ ∙ (cot 90֯ + cot 30֯) 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 3,972 𝑐𝑚²/𝑚 → ∅6,3 𝑚𝑚 𝑐/ 15 𝑐𝑚 15 Armadura mínima: 𝜌𝑠𝑤,𝑚𝑖𝑛 = 0,2 ∙ 𝑓𝑐𝑡𝑚 𝑓𝑦𝑘 = 0,2 ∙ 0,3 ∙ 𝑓𝑐𝑘 2 3⁄ 𝑓𝑦𝑘 = 0,2 ∙ 0,3 ∙ 25 2 3⁄ 500 = 0,001026 𝐴𝑠𝑤,𝑚𝑖𝑛 = 𝜌𝑠𝑤,𝑚𝑖𝑛 ∙ 𝑏𝑤 ∙ 100 = 0,001026 ∙ 15 ∙ 100 = 1,54 𝑐𝑚²/𝑚 → ∅ 6,3 𝑚𝑚 𝑐/ 35 𝑐𝑚 Esforço cortante para armadura mínima: 𝑉𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 𝑉𝑠𝑤,𝑚𝑖𝑛 + 𝑉𝑐 𝑉𝑠𝑤,𝑚𝑖𝑛 = ( 𝐴𝑠𝑤 𝑠 ) 𝑚𝑖𝑛 ∙ 0,9 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 ∙ 𝑠𝑒𝑛𝛼 ∙ (cot 𝛼 + cot 𝜃) = 63,7 𝑘𝑁 𝑉𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 63,7 + 33,63 = 97,33 𝑘𝑁 𝑉𝑚𝑖𝑛,𝑘 = 97,33 1,4 = 69,52 𝑘𝑁 16 Para o vão 1: 𝑉𝑐 = 𝑉𝑐0 ∙ 𝑉𝑅𝑑2 − 𝑉𝑑,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 𝑉𝑅𝑑2 − 𝑉𝑐0 𝑉𝑐 = 70,55 ∙ 343,84 − 172,162 343,84 − 70,55 = 44,32 𝑘𝑁 𝑉𝑠𝑑2 = 156,49 𝑘𝑁 𝑉𝑠𝑤 = 𝑉𝑠𝑑2 − 𝑉𝑐 𝑉𝑠𝑤 = 156,49 − 44,32 = 112,17 𝑘𝑁 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 𝑉𝑠𝑤 0,9 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 ∙ 𝑠𝑒𝑛𝛼 ∙ (cot 𝛼 + cot 𝜃) 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 112,17 0,9 ∙ 0,61 ∙ 434,78. 103 ∙ 𝑠𝑒𝑛 90֯ ∙ (cot 90֯ + cot 30֯) 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 2,71 𝑐𝑚2 𝑚 → ∅6,3 𝑚𝑚 𝑐/ 23 𝑐𝑚 Para o vão 2: 𝑉𝑐 = 𝑉𝑐0 ∙ 𝑉𝑅𝑑2 − 𝑉𝑑,𝑎𝑝𝑜𝑖𝑜 𝑉𝑅𝑑2 − 𝑉𝑐0 𝑉𝑐 = 70,55 ∙ 343,84 − 143,851 343,84 − 70,55 = 51,62 𝑘𝑁 𝑉𝑠𝑑2 = 127,97 𝑘𝑁 𝑉𝑠𝑤 = 𝑉𝑠𝑑2 − 𝑉𝑐 𝑉𝑠𝑤 = 127,97 − 51,62 = 76,35 𝑘𝑁 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 𝑉𝑠𝑤 0,9 ∙ 𝑑 ∙ 𝑓𝑦𝑑 ∙ 𝑠𝑒𝑛𝛼 ∙ (cot 𝛼 + cot 𝜃) 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 76,35 0,9 ∙ 0,61 ∙ 434,78. 103 ∙ 𝑠𝑒𝑛90֯ ∙ (cot 90֯ + cot 30֯) 𝐴𝑠𝑤 𝑠 = 1,84 𝑐𝑚²/𝑚 → ∅6,3 𝑚𝑚 𝑐/ 34 𝑐𝑚 17 Espaçamento máximo: Em relação ao vão 1: 𝑉𝑠𝑑 𝑉𝑅𝑑2 = 172,162 343,85 = 0,5 𝑉𝑠𝑑 < 0,67𝑉𝑅𝑑2 → 𝑆𝑚á𝑥 = 0,6𝑑 = 0,6 ∙ 61 = 36,6𝑐𝑚 > 30𝑐𝑚 ∴ 𝑆𝑚á𝑥 = 30𝑐𝑚 Em relação ao vão 2: 𝑉𝑠𝑑 𝑉𝑅𝑑2 = 213,569 343,85 = 0,62 𝑉𝑠𝑑 < 0,67𝑉𝑅𝑑2 → 𝑆𝑚á𝑥 = 0,6𝑑 = 0,6 ∙ 61 = 36,6𝑐𝑚 > 30𝑐𝑚 ∴ 𝑆𝑚á𝑥 = 30𝑐𝑚 Número de barras: 𝑛 = 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑟𝑒𝑐ℎ𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 + 1 18 Cálculo dos ganchos dos estribos: Comprimento mínimo do gancho: ℓ𝑔𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = 3 8 𝜋(3∅𝑡 + ∅𝑡) + 5∅𝑡 ℓ𝑔𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = 3 8 𝜋(4 ∙ 0,63) + 5 ∙ 0,63 ∴ ℓ𝑔𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 ≅ 6,1 𝑐𝑚 Comprimento reto: ℓ𝑟𝑒𝑡𝑜 = ℓ𝑙𝑖𝑣𝑟𝑒 − 8 ∙ (2,5 ∙ ∅𝑡) ℓ𝑟𝑒𝑡𝑜 = 2 ∙ (61 − 2,5 + 10) − 8 ∙ (2,5 ∙ 0,63) ∴ ℓ𝑟𝑒𝑡𝑜 ≅ 124,4 𝑐𝑚 Comprimento de cada curva: ℓ𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 = 𝜋 4 (3∅𝑡 + ∅𝑡) ℓ𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 = 𝜋 4 (4 ∙ 0,63) ∴ ℓ𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 ≅ 1.98 𝑐𝑚 Comprimento do estribo: - São três curvas a 90° e dois ganchos a 45°: ℓ = ℓ𝑟𝑒𝑡𝑜 + 3 ∙ ℓ𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 + 2 ∙ ℓ𝑔𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = 124,4 + 3 ∙ 1,98 + 2 ∙ 6,1 ≅ 142,5 𝑐𝑚 Relação e quantidade da armadura utilizada na viga: Número da Barra Função Diâmetro (mm) Quantidade Comprimento Unitário (cm) Comprimento Total (cm) 1 Positiva 12,5 2 545 1.090 2 Negativa 20,0 2 435 870 3 Negativa 20,0 2 540 1.080 4 Positiva 20,0 2 765 1.530 5 Positiva 20,0 1 570 570 6 Porta-estribo 6,3 2 340 680 7 Porta-estribo 6,3 2 575 1.150 8 Estribo 6,3 54 143 7.722 9 Pele 5,0 10 470 4.700 10 Pele 5,0 10 695 6.950 19 Diâmetro (mm) Peso por metro (kgf/m) Comprimento (m) Peso (kgf) Peso +10% (kgf) 5,0 0,154 116,50 17,94 19,74 6,3 0,245 95,52 23,40 25,74 12,5 0,963 10,90 10,50 11,55 20,0 2,466 40,50 99,87 109,86 TOTAL 166,88 Taxa de armadura da viga: Volume de Concreto (m³) 1,16 Peso Total do Aço (kg) 166,88 Taxa de Armadura (kgf/m³) 143,83 Detalhamento: 20 21
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