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Concreto Armado II CCE 0184 Kíssila Botelho Goliath Unidade 1: Casos Especiais de Dimensionamento de Vigas Vigas Invertidas Definição É um tipo de viga em que a laje fica na parte inferior da mesma, ao contrário da viga normal. Vigas Invertidas Qual a sua função?? Vigas Invertidas Qual a sua função?? São utilizadas em situações nas quais se deseja que a viga não apareça na face inferior da laje, geralmente por questões estéticas. As semi-invertidas dão empregadas em situações nas quais o pé-direito ou as esquadrias limitem a altura útil da viga e o projeto estrutural exija uma viga alta. Vigas Invertidas → O cálculo estrutural de vigas invertidas segue o mesmo critério das vigas normais. Apenas atente para o fato de que não é possível aproveitar nenhuma largura de laje como “mesa” como no cálculo da viga normal. → A seção a ser considerada é a retangular e, sob este aspecto, o esforço resistente de uma mesma viga com laje normal e invertida será menor na laje invertida, talvez exigindo mais armadura ou uma seção maior. Apoios Indiretos Normalmente, os apoios das vigas são constituídos pelos pilares. Neste caso, diz- se que os apoios são do tipo direto. Algumas vezes as vigas se apoiam em outras vigas, constituem os apoios do tipo indireto. Apoios Indiretos Normalmente, os apoios das vigas são constituídos pelos pilares. Neste caso, diz- se que os apoios são do tipo direto. Algumas vezes as vigas se apoiam em outras vigas, constituem os apoios do tipo indireto. No caso de apoios direto, as reações são aplicadas diretamente para os pilares. Apoios Indiretos Em caso de apoio indireto, as reações da viga devem ser transferidas para a viga de apoio. No modelo de treliça clássica, as reações da treliça que simula a viga apoiada, devem ser suportadas pela treliça que simula a viga de apoio. Estas reações, aplicadas junto a face inferior da viga, devem ser levadas para os nós superiores da treliça de apoio. Para isso são necessárias as armaduras de suspensão. Apoios Indiretos Quando as reações são aplicadas junto à face superior da viga de apoio, não existe a necessidade de armadura de suspensão. Esta situação é ilustrada na figura abaixo: Viga de pequena altura apoiada sobre uma viga de grande altura. Apoios Indiretos No caso em que a viga apoiada de altura (h) maior que a viga de apoio (ha), existe a necessidade de armadura de suspensão para a reação total. Isto é, Zd=Rd. Armadura de suspensão Segundo a NBR 6118/2014 (item 18.3.6): “nas proximidades de cargas concentradas transmitidas à viga por outras vigas ou elementos discretos que nela se apoiam ao longo ou em parte de sua altura, ou fiquem nela pendurados, deve ser colocada armadura se suspensão”. Armadura de suspensão Antes de se definir o que é armadura de suspensão é necessário definir o tipo de apoio, se direto ou indireto (como já visto). Armadura de suspensão Antes de se definir o que é armadura de suspensão é necessário definir o tipo de apoio, se direto ou indireto (como já visto). Apoio direto: a carga da viga vai direto para o apoio, como no caso de um pilar, por exemplo. Apoio indireto: a carga caminha da viga que é suportada para a parte inferior da viga que serve de suporte. Segundo FUSCO (2000), “nos apoios indiretos, o equilíbrio de esforços internos da viga suporte exige que no cruzamento das duas vigas haja uma armadura de suspensão, funcionando como um tirante interno, que levanta a força aplicada pela viga suportada ao banzo inferior da viga suporte, até o seu banzo superior.” Armadura de suspensão Esquema de treliça em apoios indiretos (FUSCO, 2000). Segundo FUSCO (2000), “nos apoios indiretos, o equilíbrio de esforços internos da viga suporte exige que no cruzamento das duas vigas haja uma armadura de suspensão, funcionando como um tirante interno, que levanta a força aplicada pela viga suportada ao banzo inferior da viga suporte, até o seu banzo superior.” A força F no tirante interno está indicada na Figura. A armadura de suspensão deverá ser dimensionada de modo a transmitir ao banzo superior a totalidade da reação de apoio da viga que é suportada. Armadura de suspensão Esquema de treliça em apoios indiretos (FUSCO, 2000). Vigas Invertidas A Figura abaixo mostra diversos esquemas possíveis de apoio de uma viga sobre outra viga. As trajetórias das fissuras verificadas nesses casos indicam a melhor disposição ou direção a ser dada à armadura. Armadura de suspensão Trajetórias das fissuras em vários casos de apoios indiretos (FUSCO, 2000) Armadura de suspensão Carga concentrada indireta (apoio indireto de viga secundária) Armadura de suspensão Carga concentrada indireta (apoio indireto de viga secundária) Armadura de suspensão para a reação de V1 No esquema estrutural apresentado, a viga V1 se apoia na viga V2, carregando-se com sua reação Vd1. Neste apoio de V1, dito indireto, a reação é transmitida para a viga suporte ao longo da altura h1. Conforme já visto, o modelo de treliça pressupõe cargas introduzidas na face superior da viga e reações na face inferior, comprimindo-a. Assim, a reação Vd1 precisa ser “suspensa” para o topo de V2, através de uma armadura (tracionada) – a armadura de suspensão. Armadura de suspensão 𝐴𝑠,𝑠𝑢𝑠𝑝 = 𝑉𝑑1 𝑓𝑦𝑑 Armadura de suspensão para a reação de V1 A armadura de suspensão é basicamente constituída por estribos, Preferencialmente localizados em V2, na própria região do cruzamento das vigas. No caso de congestionamento de armaduras, pode-se distribuí-la também na vizinhança imediata do cruzamento, tão próximo quanto possível à manutenção das condições de concretagem desta região. Armadura de suspensão Armadura de suspensão para a reação de V1 De acordo com resultados experimentais, é possível se estender a distribuição por uma faixa de di/2 do ponto central do cruzamento, e se alojar até cerca de 30% da armadura total de suspensão na viga secundária (V1). Armadura de suspensão Observações: a) A armadura de suspensão é adicional à necessária ao cisalhamento. Armadura de suspensão Relembrando... Determinação da Armadura Transversal 𝐴𝑠 𝑠 = 𝑉𝑠𝑤 0,9𝑑𝑓𝑦𝑑𝑠𝑒𝑛 𝛼(𝑐𝑜𝑡𝑔 𝜃 + 𝑐𝑜𝑡𝑔 𝛼) Vigas Invertidas b) Quando a face superior das vigas coincidem e a viga suporte (V2) tem altura maior que a suportada (V1), apenas parte da reação precisa ser suspensa. Neste caso a armadura pode ser reduzida pela relação entre as alturas: c) No detalhamento dos estribos, no caso de cruzamento de vigas, deve-se interromper os estribos da viga secundária (V1, suportada) e prosseguir com os da viga principal (V2, suporte). Vigas Invertidas d) Para o "fechamento" do nó comum das treliças no apoio indireto, a armadura longitudinal inferior da viga secundária tem que ser disposta sobre a armadura longitudinal inferior da viga principal. Esta, por sua vez é abraçada pelos estribos (suspensão e cisalhamento ). Armadura de suspensão Carga distribuída indireta (laje como apoio indireto) Na figura estão apresentados 3 seções transversais de vigas suportando lajes inferiores. Casos comuns → Vigas de fachada e de cobertura (vigas invertidas); → Vigas suportando lajes de pisos rebaixados em relação ao pavimento tipo das nervuras de uma viga com seção caixão. Armadura de suspensão Nestes casos anteriores, a laje inferior é dita indiretamente apoiada na viga, ou seja, a viga recebe carga indireta distribuída correspondente a reação da laje inferior. A reação da laje inferior chega pela parte inferior da viga, tracionando verticalmente a alma, e, portanto, precisa ser suspensa para a parte superior do modelo resistente da viga (modelo de treliça). Relembrando.... Analogia de Treliça – Treliça de Mörsh Observações: a) A armadura de suspensão é adicional a de cisalhamento. Portanto, a área da armadura transversal (estribos), no trecho com carga a suspender, tem que ser pelo menos igual à soma das áreas calculadas para a resistência ao cisalhamento epara a suspensão. Armadura de suspensão 𝐴𝑠 𝑠 ≥ 𝐴𝑠 𝑠 𝑉𝑑 + 𝐴𝑠 𝑠 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠ã𝑜 Observações: a) A armadura de suspensão é adicional a de cisalhamento. Portanto, a área da armadura transversal (estribos), no trecho com carga a suspender, tem que ser pelo menos igual à soma das áreas calculadas para a resistência ao cisalhamento e para a suspensão. b) Para as situações usuais, pode-se contar com a área de todas as pernas dos estribos. No caso de viga suporte muito larga (bw>> hlaje), apenas as pernas dos estribos próximas à laje inferior participam da suspensão. Armadura de suspensão 𝐴𝑠 𝑠 ≥ 𝐴𝑠 𝑠 𝑉𝑑 + 𝐴𝑠 𝑠 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠ã𝑜 Observações: c) A armadura inferior principal da laje apoiada indiretamente tem que ser disposta sobre a armadura longitudinal inferior da viga suporte. Esta, por sua vez é abraçada pelos estribos (suspensão e cisalhamento). Para facilitar a execução, é usual que a base da nervura da viga ultrapasse o fundo da laje. Armadura de suspensão Observações – Fórmulas úteis: • Área da bitola: Armadura de suspensão Observações – Fórmulas úteis: • Área da bitola: Armadura de suspensão Observações – Fórmulas úteis: • Área da bitola: • Espaçamento dos estribos: Armadura de suspensão Observações – Fórmulas úteis: • Área da bitola: • Espaçamento dos estribos: • Número de estribos: Armadura de suspensão 1) No esquema estrutural da figura considere V1 apoiada em V2. Dimensionar e detalhar a armadura de suspensão . Considerar: Aço CA-50 Concreto C20 h1 = h2 = 50 cm d’ = 5 cm bw = 12 cm Vd1 = 140 KN Exercício 1) No esquema estrutural da figura considere V1 apoiada em V2. Dimensionar a armadura de suspensão . Considerar: Aço CA-50 Concreto C20 h1 = h2 = 50 cm d’ = 5 cm bw = 12 cm Vd1 = 140 KN Exercício Exercício Exercício Exercício Exercício 435 MPa 435000 Exercício 435 MPa 435000 Exercício 435 MPa 435000 Exercício Exercício Exercício Exercício Exercício Exercício 120+300+80 = 500 cm Exercício Exercício Kíssila Botelho Goliath (kissilabotelho@gmail.com) Próxima aula...
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