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1 Índice Capítulo 1 Introdução 3 Capítulo 2 Cargas 9 Exercícios 15 Capítulo 3 Esforços 27 Preâmbulo 27 Painéis Isolados 27 Painéis de Lajes Armados em uma só Direção 29 Exercícios 36 Painéis de Lajes Armados nas Duas Direções 41 Lajes Apoiadas em Leitos Indeslocáveis 42 Formulação Prática 48 Exercícios 53 Compensação de Momentos 59 Exercícios 60 Método de Marcos 66 Exercícios 68 Teoria das Placas 75 Exercícios 81 Lajes Apoiadas em Elementos Deslocáveis 87 2 Exercícios 92 Capítulo 4 Dimensionamento 95 Considerações Relevantes 95 Estado Limite de Deformações Excessivas 97 Exercícios 102 Estado Limite Último de Ruína do Material 105 Exercícios 110 Verificação ao Esforço Cortante 114 Exercícios 116 Capítulo 5 Detalhamento das Armaduras 121 Armadura Positiva 123 Armadura Negativa 126 Armadura de Distribuição 129 Armadura de Bordo 130 Armadura de Canto 132 Lajes em Balanço 134 Armadura de Reforço de Apoio a paredes 135 Capítulo 6 Tópicos Complementares 137 Alternância de Sobrecarga 137 3 Estruturas de Concreto Armado II Volume 1 Lajes Capítulo 1 - Introdução Lajes são elementos planos laminares que apresentam uma dimensão, no caso a espessura h, muito menor que as demais dimensões, Lx e Ly, cujo plano orienta-se, em geral, segundo a direção horizontal, Figura 1. Em seu trabalho mecânico no contexto de uma estrutura convencional de concreto armado, as lajes recebem as cargas de utilização, Figura 1, e de outros elementos construtivos diretamente em sua superfície superior. A tais cargas acrescente-se o peso próprio da laje e o peso de seus elementos de revestimento. Todas essas cargas apresentam direção transversal ao seu plano médio induzindo-a ao trabalho em flexão, mediante o qual transmitem tais cargas às vigas ou a pilares sobre os quais se apoiam. Figura 1. Representação de laje Os tipos mais usuais de lajes são: Maciças; Nervuradas; Lisas; Cogumelo; e, Pré- moldadas. As lajes maciças são placas de espessura, em geral, uniforme apoiadas ao longo da poligonal de seu contorno sobre vigas, Figura 2. Entretanto, em se tratando de lajes de 4 pequeno vão, as rotações e as reações de apoio são brandas de modo que podem ser apoiadas sobre alvenaria. Figura 2. Laje Maciça As Lajes Nervuradas são placas combinadas a nervuras onde são alojadas as armaduras de tração, Figura 3. São especialmente indicadas quando se faz necessário vencer grandes vãos, normalmente a partir de 8,00 m, pois, de sua geometria resulta ganho de resistência e rigidez. As Lajes Nervuradas do Tipo Colmeia, Figura 4, têm sido adotadas em larga escala na indústria da construção civil. Figura 3. Laje Nervurada As lajes lisas e as lajes cogumelos, Figura 5, são isentas de vigas ou paredes de apoio. As primeiras apoiam-se diretamente na seção do topo do pilar. As lajes cogumelo, por sua vez, são dotadas de um capitel de transição para introdução de seu carregamento sobre o pilar. As lajes pré-moldadas resultam da montagem de nervuras e de blocos, ambos pré-moldados, Figura 6. As lajes pré-moldadas convencionais são montadas a partir de nervuras de concreto e blocos de argamassa de cimento ou de material 5 cerâmico. As lajes Alveolares, por outro lado, são constituídas de Painéis de concreto de elevada resistência, no caso protendidos, com peso próprio reduzido. Figura 4. Lajes Coméia Figura 5. a -Laje lisa; e, b - laje cogumelo Figura 6. Laje pré-moldada convencional 6 Figura 7. Lajes Alveolares Uma laje isolada é aquela que não apresenta interface com outras placas adjacentes posicionadas além de seus elementos de apoio. Se tal laje se apoia em quatro vigas desenvolvidas, em seu conjunto, segundo uma poligonal fechada, seu vão teórico “L” em cada direção deve ser definido como sendo a distância entre os eixos das vigas sobre as quais se apoia, Figura 8. Uma forma alternativa de definir seu vão teórico é considerando seu vão livre Lo acrescido de 60% de sua espessura h. Se a laje isolada apresentar bordo livre, então seu vão teórico na direção do bordo livre deve ser definida a partir da distância de tal bordo ao eixo da viga de apoio, Figura 9. Esta última orientação para definição do vão teórico pode ser aplicada aos casos envolvendo laje em balanço. Figura 8. Laje isolada apoiada em quatro vigas Uma laje contínua é aquela que se prolonga além de algumas de suas vigas de apoio, e, se apoia em um total de vigas, em geral, superior a 4(quatro). Seu vão teórico é definido considerando-se seu vão livre Lo acrescido de 60% de sua espessura h, Figura 10. 7 Uma laje isolada, em geral, deve ser armada em uma só direção quando a razão entre seu vão maior e seu vão não for inferior a 2 (dois). Caso contrário ela deve ser armada em duas direções ou em cruz. A NBR 6118/2014 recomenda para as lajes, espessura mínima, conforme, seu tipo de utilização. Tais valores limite são: Lajes de coberta - 70 mm Lajes de piso - 80 mm Lajes em balanço - 100 mm Lajes que suportem veículos de peso não superiora 30 kN – 100 mm Lajes que suportem veículos de peso superior a 30 kN – 120 mm Lajes Cogumelo – 140 mm Lajes lisas – 160 mm Figura 9. Laje isolada com bordo livre 8 Figura 10. Laje contínua 9 Estruturas de Concreto Armado II Volume 1 Lajes Capítulo 2 - Cargas As ações em uma estrutura, em geral, podem ser ações permanentes ou ações acidentais. As Ações Permanentes atuam com valores constantes ou de pouca variabilidade no decorrer da vida útil da estrutura. Incluem seu peso próprio bem como o peso de elementos fixos a ela tais como revestimentos, enchimentos e paredes. Seus valores estão atrelados à massa específica dos corpos sólidos aos quais são inerentes. A Necessidade de consideração do peso próprio da laje é óbvia. Para levar em conta tal ação ela deve ser modelada como se fosse distribuída uniformemente em toda a extensão da área da laje, Figura 11. Conforme a Figura 11 a área total da laje pode ser dada mediante: 𝐴𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝐿𝑥 × 𝐿𝑦 Seu volume total será então: 𝑉𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝐴𝐿𝑎𝑗𝑒 × ℎ = 𝐿𝑥 × 𝐿𝑦 × ℎ Enquanto seu peso pode ser obtido a partir de: 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × 𝑉𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × 𝐿𝑥 × 𝐿𝑦 × ℎ A carga que solicita a laje correspondente ao seu peso próprio é dada na forma: 𝑃𝑝𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐿𝑎𝑗𝑒 𝐴𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × 𝐿𝑥 × 𝐿𝑦 × ℎ 𝐿𝑥 × 𝐿𝑦 Ou ainda: 𝑃𝑝𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × ℎ 10 Figura 11. Distribuição de carga O revestimento é um recurso voltado para a composição estética e proteção adicional do concreto. Em lajes de coberta deve-se considerar o revestimento de teto e, em lajes de piso, deve-se considerar, inclusive, o revestimento do piso ou pavimentação. As cargas associadas a revestimento de teto e pavimentação de pisos também devem ser consideradas como ação distribuída uniformemente em toda a extensão da área da laje. A pavimentação normalmente é constituída de elementos de acabamento do tipo placa assentados sobre camada de regularização em argamassa de cimento, areia e cal, Figura 12. Figura 12. Detalhe de pavimentação Para efeito de cálculo de sua carga a argamassa de revestimento de teto assim como de regularização e assentamento do piso deve ser considerada como uma placa que repousa solidariamente sobre a laje. Deve ser calculada a partir de: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 = 𝛾𝑎𝑟𝑔 × 𝑒𝑎𝑟𝑔 onde arg representa a massa específica do material constituinte da argamassa e earg representa a espessura da camada de argamassa. Para o revestimento do teto com argamassa a parcela substancial de carga associada a esse revestimento é devida ao peso desse material. Para o caso de o teto ser revestido com forro em placas de 11 gesso, Forro Pacote ou Eucatex suspensas na laje, o peso dessas placas deve ser considerado, e, assim, calculado mediante: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝐹𝑜𝑟𝑟𝑜 = 𝛾𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 × 𝑒𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 onde placa representa a massa específica do material constituinte da placa do forro e eplaca a sua espessura. Figura 13 A carga do revestimento do teto será então: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑅𝑒𝑣 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝐹𝑜𝑟𝑟𝑜 A carga referente à pavimentação do piso deve ser calculada a partir de: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑃𝑎𝑣 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 + 𝛾𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 × 𝑒𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 onde placa representa a massa específica do material constituinte da placa, no caso cerâmica, mármore, madeira, etc e, eplaca a sua espessura Nos casos usuais de revestimento de piso leve pode ser adotado para peso do conjunto pavimento e revestimento valor compreendido entre 0,8 e 1,0 kN/m2. Na prática da construção civil pode acontecer de na concepção de projeto a laje ser provida de rebaixamento com a finalidade de permitir o alojamento de instalações de esgoto sanitário, Figura 14. Os espaços vazios deixados após o assentamento dos elementos vitais da instalação devem ser preenchidos com material inerte A carga correspondente ao peso do enchimento da laje rebaixada deve ser considerada como se distribuída uniformemente em toda a extensão da área onde a laje é rebaixada, e, sua intensidade deve ser calculada na forma: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑒𝑛𝑐ℎ = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × ℎ𝑓 12 onde mat representa a massa específica do material utilizado para o enchimento e hf é a profundidade do rebaixamento. Figura 14. Há casos, inclusive, em que se torna inevitável o apoio de paredes sobre uma laje. Em se tratando de uma laje a ser armada em cruz o peso total da parede, Figura 15, deve ser considerado como se distribuído uniformemente em toda a extensão da área da laje. Sua intensidade total será: 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒 = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × 𝑒𝑝 × ℎ𝑝 × 𝐿𝑝 Se mat representa a massa específica do material constituinte da parede e ep, hp e Lp são a espessura a altura e o comprimento da parede. A carga sobre a laje referente ao peso da parede será então: 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒 = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × 𝑒𝑝 × ℎ𝑝 × 𝐿𝑝 𝐿𝑥𝐿𝑦 Na hipótese de a laje ser armada em uma só direção existem duas alternativas a considerar. Se a parede é paralela ao maior vão, Figura 16, distribuí-lo em tal direção e considerar carga concentrada igual ao peso de segmento de parede de comprimento unitário, ou seja: 𝑃𝑝𝑎𝑟 = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × 𝑒𝑝 × ℎ𝑝 Se a parede for paralela ao vão menor a carga correspondente ao seu peso deverá ser descarregada em área restrita da laje, área hachurada da Figura 17. Tal faixa de distribuição da ação referente ao peso da parede deverá ser reforçada com armadura adicional calculada para um momento fletor fictício de intensidade: 𝑀𝑥 = 1,1 × 𝑃𝑝𝑎𝑟 × 𝐿𝑥 13 considerando-se: 𝑃𝑝𝑎𝑟 = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × 𝑒𝑝𝑎𝑟 × ℎ𝑝𝑎𝑟 A armadura assim calculada deverá ser distribuída em cada uma das duas direções da laje. Figura 15 Na tabela 1 encontram-se sumarizados os pesos específicos de alguns materiais de emprego em larga escala na indústria da construção civil. Tabela 1. Peso específico de materiais Material Peso Específico Aparente(kN/m3) Tijolos maciços 18 Tijolos vazados 13 Lajotas cerâmicas 18 Alumínio 28 Argamassa de cimento areia e cal 19 Cimento amianto 20 As ações acidentais, por sua vez, apresentam variabilidade significativa no decorrer da vida útil da estrutura. Trata-se, geralmente, de cargas verticais e devem ser consideradas como se fossem uniformemente distribuídas em toda a extensão da laje. Decorrem do tráfego e permanência de pessoas, peso e tráfego de veículos, 14 móveis e utensílios. Sua intensidade depende do tipo de uso previsto para o recinto que a laje suporta. Podem incluir ações de caráter especial. Figura 16 Figura 17 15 Nas tabelas 2 e 3 estão sumarizados os valores recomendados para ações acidentais recomendados pela NBR 6120/2003. Tabela 2. Valores ações acidentais em edifícios residenciais Lajes em edifícios residenciais Local Carga(kN/m2) Área de serviço e terraços 2,0 Escadas, corredores e Hall 2,5 Forros se sem acesso de pessoas ou depósitos 0,5 Demais dependências 1,5 Tabela 3. Valores ações acidentais em edificações gerais Edificações em geral Tipo de utilização Carga (kN/m2) Salas de aula 3,0 Corredores 3,0 Escritórios 2,0 lojas 4,0 Ginásios 5,0 Dormitórios 2,0 Refeitórios 3,0 Laboratórios 3,0 Garagens veículos de até 25 kN 3,0 Para lajes de depósitos, na ausência de valores experimentais ou de especificações de peso do material a ser depositado, pode-se elaborar estimativa aproximada. Exercício II.1 - Calcular a carga na laje ilustrada na Figura AII.1, constituída em concreto armado, destinada a piso de garagem que será utilizada por veículos de peso superior a 30 kN, se será pavimentado com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito constituído de argamassa de cimento Portland areia e cal de 25 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o tetodo pavimento inferior. Resolução: Para a espessura da laje será adotado o valor h = 120 mm atendendo aos requisitos de espessura mínima, recomendados pela NBR 6118/2014. Para efeito de cálculo das cargas referentes às ações permanentes serão adotados os valores dos pesos específicos indicados na tabela 1. O peso próprio será então: 16 𝑃. 𝑝. = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × ℎ = 25,0 × 0,12 = 3,0 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga referente ao revestimento do teto do pavimento Inferior à garagem será essencialmente devida ao peso da argamassa, e, portanto: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 = 𝛾𝑎𝑟𝑔 × 𝑒𝑎𝑟𝑔 = 19,0 × 0,025 = 0,475 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga referente ao revestimento do piso da garagem além do peso da argamassa de regularização e assentamento, incluirá o peso das lajotas, dado por: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑎𝑗𝑜𝑡𝑎 = 𝛾𝑐𝑒𝑟 × 𝑒𝑙𝑎𝑗𝑜𝑡𝑎 = 18,0 × 0,008 = 0,144 𝑘𝑁/𝑚 2 Assim, a carga correspondente ao revestimento do piso será: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣𝑝𝑖𝑠𝑜 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑎𝑗𝑜𝑡𝑎 = 0,475 + 0,144 = 0,619 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga correspondente ao revestimento do conjunto piso e teto é: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0,475 + 0,619 = 1,094 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga permanente deve ser a soma do peso próprio da laje com a carga referente ao seu revestimento, e, assim, será: 𝑔 = 𝑃. 𝑝. + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣 = 3,0 + 1,094 = 4,094 𝑘𝑁/𝑚 2 ≈ 4,1 𝑘𝑁/𝑚2 A NBR 6120/2003 não contempla em sua redação informação a respeito de carga de utilização aplicável ao presente caso por esta razão, o autor deste trabalho precisou a recorrer a uma estimativa tomando por base a experiência em trabalhos similares, da qual resultou para a carga de utilização o valor: 𝑞 = 5,0 𝑘𝑁/𝑚2 Neste trabalho justifica-se a consideração da Combinação Quase Frequente de ações e da Combinação Normal Última de Ações. A consideração da primeira justifica-se pelo fato de no presente caso só ser necessário verificar o Estado Limite de Deformações Excessivas, e, não está relatada possibilidade de oscilações térmicas ou ação do vento que possam comprometer vedações, e, em casos dessa natureza a NBR 6118/2014 recomenda, especificamente, adotá-la. As Combinações Últimas de Ações devem ser aplicadas no dimensionamento de seções transversais de concreto armado. A combinação Última Normal de Ações é aplicável a todos os 17 casos, e, uma vez que não há informações de ocorrência de Ações de Construção, Ações Especiais ou Ações Excepcionais relevantes, apenas, esta combinação de ações precisa ser considerada. Figura AII.1 A Combinação Quase Permanente de Serviço apresenta a seguinte composição: 𝑭𝒅.𝒔𝒆𝒓𝒗 = ∑ 𝑭𝒈𝒌 + ∑ 𝝍𝟐𝑭𝒒𝒌 Conforme a NBR 6118-2014, para o tipo de utilização da laje em análise deve-se considerar 2 = 0,6. Uma vez que no presente caso ocorre a solicitação de apenas uma ação permanente e uma ação acidental, no caso as cargas p e q acima definidas tal expressão se reduz a. 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗 = 𝒈 + 𝝍𝟐𝒒 = 4,094 + 0,6 × 5,0 ≈ 𝟕, 𝟏 𝒌𝑵/𝒎 𝟐 A Combinação Última Normal de Ações é expressa mediante: 𝐹𝑑 = 𝛾𝑔𝐹𝑔𝑘 + 𝛾𝜀𝑔𝐹𝜀𝑔𝑘 + 𝛾𝑞(𝐹𝑞1𝑘 + ∑ 𝜓0𝑗𝐹𝑞𝑗𝑘) + 𝛾𝜀𝑞𝜓0𝜀𝐹𝜀𝑞𝑘 18 Uma vez que para o presente caso as ações indiretas são pouco significativas tal expressão se reduz à forma: 𝐹𝑑 = 𝛾𝑔𝐹𝑔𝑘 + 𝛾𝑞(𝐹𝑞1𝑘 + ∑ 𝜓0𝑗𝐹𝑞𝑗𝑘) E, uma vez que há apenas uma ação acidental, a expressão se reduz para: 𝐹𝑑 = 𝛾𝑔𝐹𝑔𝑘 + 𝛾𝑞𝐹𝑞1𝑘 É sabido que os valores recomendados pela NBR 6118/2014 para coeficientes de segurança das solicitações aplicáveis a esse tipo de combinação de ações são tais que: 𝛾𝑔 = 𝛾𝑞 = 𝛾𝑓 = 1,4 Sendo assim, resulta: 𝐹𝑑 = 𝛾𝑔𝐹𝑔𝑘 + 𝛾𝑞𝐹𝑞1𝑘 = 𝛾𝑓(𝐹𝑔𝑘 + 𝐹𝑞1𝑘) Fazendo-se: 𝐹𝑔𝑘 = 𝑔; 𝐹𝑞1𝑘 = 𝑞; 𝑒, 𝑝 = 𝑔 + 𝑞 Obtém-se: 𝐹𝑑 = 𝛾𝑓(𝑔 + 𝑞) = 𝛾𝑓𝑝 Logo, p é a carga que deve ser utilizada para cálculo dos momentos fletores que, uma vez multiplicados pelo coeficiente de segurança das solicitações, no caso o f resulta o momento fletor solicitado de projeto a ser adotado para a determinação da armadura longitudinal de flexão da laje. A carga referente à Combinação Última Normal de Ações para o presente caso será, portanto: 𝒑 = 𝒈 + 𝒒 = 4,094 + 5,0 = 9,094 𝑘𝑁/𝑚2 ≈ 9,1 𝑘𝑁/𝑚2 Exercício II.2 - Calcular a carga na laje em concreto armado ilustrada na Figura AII.2, destinada a piso de dois ambientes contíguos separados por parede de 19 alvenaria singela vazada de altura igual a 2,60 m. Um dos ambientes será utilizado como escritório e o outro como laboratório. Os pisos serão revestidos com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito constituído de argamassa de cimento Portland areia e cal de 25 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. Resolução: Observe-se que a laje objeto deste exercício é idêntica à do exercício anterior, diferindo pela existência de uma parede descarregando sobre ela e pelo tipo de utilização. Assim os cálculos aqui apresentados serão idênticos ao daquele exercício incluindo-se a carga correspondente ao peso da parede e modificando-se a carga de utilização e o seu peso próprio. A NBR 6118/2014 permite a adoção de espessura a partir de 80 mm para lajes desta natureza, entretanto, amparado em experiências de trabalhos anteriores seu valor será fixado em 100 mm. De antemão, para o cálculo da carga referente ao peso da parede será necessário definir-se seus vão teóricos. Se b representa a largura da seção transversal das vigas, então ter-se-ão: 𝐿𝑥 = 𝐿𝑥𝑜 + 𝑏 = 6,00 + 0,15 = 6,15 𝑚 𝑒 𝐿𝑦 = 𝐿𝑦𝑜 + 𝑏 = 7,00 + 0,15 = 7,15 𝑚 A área total da laje será então: 𝐴𝐿𝑎𝑗𝑒 = 𝐿𝑥𝐿𝑦 = 6,15 × 7,15 = 43,97 𝑚 2 Seu peso próprio é: 𝑃. 𝑝. = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × ℎ = 25,0 × 0,10 = 2,5 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga referente ao peso do revestimento é idêntica ao do exercício anterior, e, portanto, igual a 1,1 kN/m2. O peso total da parede pode ser calculado a partir de: 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑃𝑎𝑟 = 𝛾𝑎𝑙𝑣 × 𝑒𝑝𝑎𝑟 × ℎ𝑝𝑎𝑟 × 𝐿𝑥 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑃𝑎𝑟 = 13,0 × 0,15 × 2,60 × 6,15 = 31,2 𝑘𝑁 20 Uma vez que, para o presente caso, a razão entre o maior e o menor vão é inferior a 2, a laje deve ser armada em cruz, e, neste caso, a carga referente ao peso da parede deve ser distribuída de maneira uniforme em toda a área horizontal da laje, assim: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑃𝑎𝑟 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑝𝑎𝑟 Á𝑟𝑒𝑎𝐿𝑎𝑗𝑒 = 31,2 43,97 = 0,71 𝑘𝑁/𝑚2 A Carga Permanente deve ser então: 𝑝 = 𝑃. 𝑝. + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑃𝑎𝑟 = 2,5 + 1,1 + 0,71 = 4,31 𝑘𝑁/𝑚 2 ≈ 4,4 𝑘𝑁/𝑚2 As cargas de Utilização, conforme a NBR 6120/2003 são de 2,0 kN/m2 para escritórios e de 3,0 kN/m2 para laboratórios. A definição das combinações de ações é realizada segundo orientação idêntica àquela aplicada ao exercício II.1. Para Combinação Quase Permanente adota-se a expressão : 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗 = 𝒈 + 𝝍𝟐𝒒 Para os tipos de utilização previstos para a laje objeto deste exercício a NBR 6120/2003 recomenda adotar 2 = 0,3, de modo a resultar para Escritório: 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗 = 4,4 + 0,3 × 2,0 = 5,0 𝑘𝑁/𝑚 2 E, para Laboratório: 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗 = 4,4 + 0,3 × 3,0 = 5,3 𝑘𝑁/𝑚 2 Para a Combinação Última: 𝒑 = 𝒈 + 𝒒 Para Escritório tem-se: 𝑝 = 4,4 + 2,0 = 6,4 𝑘𝑁/𝑚2 E, para Laboratório: 𝑝 = 4,4 + 3,0 = 7,4 𝑘𝑁/𝑚2 21 Figura AII.2 Exercício II.3 – Idem, Exercício II.2, considerando a laje da Figura AII.3 O desenvolvimento da resolução deste exercício é idêntico ao praticado no Exercício II.2, diferindo, entretanto, que neste caso a razão entre o vão maior e o vão menor da laje é superior a 2, de modo que ela deverá ser armada em uma só direção, assim, o procedimento de cálculo da carga correspondente ao peso da parede será distinto. Seu vão teórico na direção x é: 𝐿𝑥 = 𝐿𝑥𝑜 + 𝑏 = 3,20 + 0,15 = 3,35 𝑚 O peso total da parede será: 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑃𝑎𝑟 =𝛾𝑡𝑖𝑗 × 𝑒𝑝𝑎𝑟 × ℎ𝑝𝑎𝑟 × 𝐿𝑥 = 13,0 × 0,15 × 2,60 × 3,35 = 17,0 𝑘𝑁 A área da faixa de distribuição do peso da parede será: Á𝑟𝑒𝑎𝐹𝑎𝑖𝑥𝑎𝐷𝑖𝑠𝑡 = 𝐿𝑥 × 𝐿𝑥 = 3,35 × 3,35 = 11,23 𝑚 2 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑃𝑎𝑟 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑝𝑎𝑟 Á𝑟𝑒𝑎𝐹𝑎𝑖𝑥𝑎𝐷𝑖𝑠𝑡 = 17,0 11,23 = 1,52 𝑘𝑁/𝑚2 22 Para o cálculo da Carga Permanente tem-se: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑔1 = 𝑃. 𝑝. +𝑅𝑒𝑣 = 2,5 + 1,1 = 3,6 𝑘𝑁/𝑚 2 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑔2 = 𝑃. 𝑝. +𝑅𝑒𝑣 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑃𝑎𝑟 = 𝑔1 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑃𝑎𝑟 = 3,6 + 1,52 = 5,12 𝑘𝑁/𝑚 2 Figura AII.3 As combinações de serviço pertinentes ficam então: Para Escritório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣1 = 𝑔1 + 2𝑞𝑒𝑠𝑐 = 3,6 + 0,3 × 2,0 ≈ 4,2 𝑘𝑁/𝑚 2 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣2 = 𝑔2 + 2𝑞𝑒𝑠𝑐 = 5,12 + 0,3 × 2,0 ≈ 5,8 𝑘𝑁/𝑚 2 23 No Laboratório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣3 = 𝑔1 + 2𝑞𝑙𝑎𝑏 = 3,6 + 0,3 × 3,0 ≈ 4,5 𝑘𝑁/𝑚 2 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣4 = 𝑔2 + 2𝑞𝑙𝑎𝑏 = 5,12 + 0,3 × 3,0 ≈ 6,1 𝑘𝑁/𝑚 2 As combinações Últimas, por sua vez, ficam: Para Escritório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝1 = 𝑔1 + 𝑞𝑒𝑠𝑐 = 3,6 + 2,0 ≈ 5,6 𝑘𝑁/𝑚 2 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝2 = 𝑔2 + 𝑞𝑒𝑠𝑐 = 5,12 + 2,0 ≈ 7,2 𝑘𝑁/𝑚 2 No Laboratório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝3 = 𝑔1 + 𝑞𝑙𝑎𝑏 = 3,6 + 3,0 ≈ 6,6 𝑘𝑁/𝑚 2 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑝4 = 𝑔2 + 𝑞𝑙𝑎𝑏 = 5,12 + 3,0 ≈ 8,2 𝑘𝑁/𝑚 2 O peso total de parede para efeito de cálculo do Momento fletor de armadura de reforço na faixa de distribuição da carga da parede será dado mediante: 𝑃𝑝𝑎𝑟 = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × 𝑒𝑝𝑎𝑟 × ℎ𝑝𝑎𝑟 = 13,0 × 0,15 × 2,60 = 5,07 𝑘𝑁/𝑚 O Momento fletor de armadura de reforço é: 𝑀𝑥 = 1,1 × 𝑃𝑝𝑎𝑟 × 𝐿𝑥 = 1,1 × 5,07 × 3,35 = 18,7 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Nas duas direções na faixa de distribuição da parede. 24 Exercícios Propostos Exercício PII.1 - Calcular a carga na laje ilustrada na Figura PII.1, constituída em concreto armado, destinada a piso de refeitório que será pavimentado com cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito constituído de argamassa de cimento Portland, areia e cal de 15 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. Observação: Devido aos comprimentos do vão da laje pode ser conveniente estimar a espessura da laje em 120 mm. Figura PII.1 Exercício PII.2 - Calcular a carga na laje em concreto armado ilustrada na Figura PII.2, destinada a piso de dois ambientes contíguos separados por parede de alvenaria singela vazada de altura igual a 3,20 m. Um dos ambientes será utilizado como escritório e o outro para dormitório. Os pisos serão revestidos com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito constituído de argamassa de cimento Portland, areia e cal de 15 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. Figura PII.2 25 Exercício PII.3 – Idem, Exercício PII.2, considerando a laje da Figura PII.3. Figura PII.3 26 27 Estruturas de Concreto Armado II Volume 1 Lajes Capítulo 3 – Esforços 3.1 - Preâmbulo Na estrutura de um edifício a laje de cada pavimento é composto por um conjunto de painéis de lajes interligados continuamente, Figura 18. Para o cálculo dessas lajes contínuas os painéis podem ser tratados, inicialmente, tal unidades isoladas, apoiados em paredes ou vigas rígidas, e, por conseguinte, pode-se considerar a continuidade entre painéis contíguos mediante operação de compensação de esforços. Figura 18 3.2 – Painéis isolados Para os efeitos de abordagem dos painéis tomados isoladamente a representação de suas condições de bordo deverá ser orientada conforma as 28 convenções da Figura 19. Um seguimento sombreado será utilizado para representar um bordo ligado mediante engastamento perfeito. Uma linha em traço cheio indicará tratar-se de bordo simplesmente apoiado. Um seguimento assinalado em trações interrompidos denotará um bordo livre, assim denominado, aquele bordo isento de qualquer tipo de ligação a elemento adjacente ao painel de laje considerado. Figura 19 A Figura 18 ilustra uma laje continua composta de 12 painéis isolados, apoiada sobre vigamento. Do ponto de vista prático, podem ser modelados como engastamento perfeito os bordos internos de dois painéis isolados adjacentes nivelados entre si. É o que ocorre com os bordos comuns dos painéis L1 com L2, L2 com L3, L3 com L4, L1 com L5, L5 com L9, L3 com L7, L7 com L11, L4 com L8, L8 com L12, L9 com L10, L10 com L11, e, L11 com L12. Rigorosamente, do ponto de vista mecânico, a condição de engaste perfeito só se aplicaria se os bordos dos painéis de lajes que concorrem na mesma linha de apoio apresentarem rotação nula. Se os comprimentos dos vãos ou os carregamentos dos painéis de lajes concorrentes são diferentes, dificilmente a rotação seria nula de modo que, após o cálculo dos painéis tomados isoladamente, deve-se proceder à compensação dos momentos do referido apoio. A ligação do tipo apoio simples aplica-se, sobretudo, de forma aproximada ao bordo de extremidade da laje contínua. Ocorre com os bordos dos painéis L1, L2, L3, L4, L9, L10, L11, e, L12, alinhados com os seguimentos CD e EF da Figura 18. Tal aproximação é viável porque, a grande maioria das vigas de edifícios apresenta baixa rigidez à torção, e, a armadura da ligação entre a laje e a viga não é projetada 29 para absorver momentos torsores, de modo que suscita quadro de fissuração que favorece a rotação da laje quase que livremente. A ligação do tipo apoio simples aplica-se, também, de forma aproximada ao bordo comum de dois painéis de laje que são desnivelados entre si, que é o que acontece quando um dos painéis concorrentes é rebaixado. Para a laje da Figura 18, é o que ocorre com os bordos comuns dos painéis L2 com L6, L5 com L6, L6 com L7, e, L6 com L10. Assim, tomando-se como referência a Figura 18, em resumo, as condições de bordo dos painéis de laje L1 ,L4 , L9 e L12 podem ser representados conforme Figura 20.a, as dos painéis L2 e L10 conforme Figura 20.b, as dos painéis L3 e L11 como indicado na Figura 20.c, para L5 estão mostradas na Figura 20.d, para L6 estão ilustradas na Figura 20.e, para L7 estão assinaladas na Figura 20.f, e, para o painel L8 está representada na Figura 20.g. Figura 20 3.3 – Painéis de Lajes Armados em uma só Direção As lajes devem, a princípio, ser calculadas como se trabalhasse mecanicamente, em uma só direção quando a razão entre o comprimento do vão maior e o do vão menor não for inferior a 2. Neste caso, se o vão de menor 30 comprimento orienta-se com a direção x, Figura 21, então a curvatura do plano médio da laje tomada segundo a direção y é tal que torna a intensidade do momento fletor em tal direção pouco significativo. Considerando-se que o painel de laje trabalhará na direção “x”, para efeito de análise de desempenho mecânico, ele deve ser tratado como se fosse uma viga de seção retangular de altura igual à sua espessura e largura igual a 1,00 metro. Os Momentos Fletores, Esforços Cortantes e Reações de Apoio serão calculados então tomando-se esta realidade como referência. As armaduras longitudinais principais de tração calculadas para esses esforços, orientar-se-ão ao longo da direção x, e, deverão ser distribuídas em toda a extensão da laje, na direção y, Figura 21.b. Recomenda-se, neste caso, a adoção de armadura de distribuição segundo a direção y perpendicular à direção x da armadura principal, esta última, que efetivamente trabalhará como armadura de tração na flexão. Figura 21 Se o painel de laje apresentar uma das condições de bordo da Figura22, as reações de apoio serão obtidas a partir da expressão da resistência dos materiais: 𝑅𝑦 = 𝑝𝐿𝑥 2 31 onde p representa a carga que solicita a laje. Tal reação deve ser considerada uniformemente distribuída segundo a direção dos bordos AC e BD. A intensidade do Momento Fletor máximo será dada a partir de: 𝑀𝑥 = 𝑝𝐿𝑥 2 8 Figura 22 Se o painel de laje apresentar uma das condições de bordo da Figura 23 ou 24, as reações de apoio serão: 𝑅𝑦 = 𝑝𝐿𝑥 2 A intensidade do Momento Fletor máximo positivo será dada a partir de: 𝑀𝑥 = 𝑝𝐿𝑥 2 24 A intensidade do Momento Fletor negativo na seção de apoio sobre a viga será dada a partir de: 𝑋𝑥 = − 𝑝𝐿𝑥 2 12 32 De outra forma, se o painel individual de laje apresenta as condições de bordo da Figura 25 as reações de apoio serão dadas mediante: 𝑅𝑦1 = 5𝑝𝐿𝑥 8 𝑒 𝑅𝑦2 = 3𝑝𝐿𝑥 8 Figura 23 Figura 24 33 O Momento Fletor Máximo Positivo será dado por: 𝑀𝑥 = 𝑝𝐿𝑥 2 14 A intensidade do Momento Fletor negativo na seção de apoio sobre a viga será dada a partir de: 𝑋𝑥 = − 𝑝𝐿𝑥 2 8 Figura 25 Para o caso do painel de laje em balanço da Figura 26 a intensidade da reação de apoio será expressa mediante: 𝑅𝑦 = 𝑝𝐿𝑥 O Momento Fletor negativo na seção do apoio será: 𝑋𝑥 = −𝑝𝐿𝑥 2 2 34 Figura 26 Vale ressaltar neste parágrafo que nas discussões acima apresentadas está sendo convencionada a notação Ry para representar a Reação de Apoio distribuída ao longo da direção y. Para representar os Momentos Fletores Positivos e Negativos, respectivamente, para o painel trabalhando na direção x, foram convencionadas as notações Mx e Xx. Esta convenção será praticada em todo este trabalho. O Esforço Cortante distribuído segundo a direção y será representado pela notação Vy. Mais adiante, quando forem tratados os painéis isolados armados em duas direções será adotada as notações Rx e Vx para representar a intensidade da Reação de Apoio e do Esforço Cortante distribuídos segundo o bordo na direção x, e, as notações My e Xy, para representar os Momentos Fletores Positivos e Negativos, respectivamente, para o painel trabalhando na direção y. Os painéis de laje que apresentarem as condições de bordo da Figura 27 devem, obrigatoriamente, ser calculados na condição de armados em uma só direção. Desnecessário é lembrar que as Reações de Apoio e os Esforços Cortantes apresentam direção vertical, e que nas seções da vizinhança dos bordos o Esforço Cortante e a Reação de Apoio são iguais em intensidade. 35 Figura 27 Por razões que serão elucidadas em parágrafo oportuno deste trabalho, os painéis de laje que apresentarem as condições de bordo da Figura 28 devem, obrigatoriamente, ser calculados na condição de armados em duas direções. Figura 28 36 Exercício III.1 - Calcular os esforços na laje de concreto armado da Figura AIII.1 destinada a piso de garagem, a ser utilizada por veículo de peso superior a 30 kN, se seu piso será revestido com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito de argamassa de cimento areia e cal de 25 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. Resolução: Um exame comparativo substancial deste exercício com o Exercício II.1 induz a conclusão de que a espessura da laje e o carregamento solicitante deste exercício deverão ser idênticos ao do Exercício II.1. Os comprimentos de seus vãos teóricos serão assim calculados: 𝑳𝒙 = 𝟑, 𝟎𝟎 + 𝟎, 𝟎𝟖 = 𝟑, 𝟎𝟖 → 𝟑, 𝟏𝟓 𝒎 𝒆 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟎𝟎 + 𝟎, 𝟎𝟖 = 𝟕, 𝟎𝟖 → 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 A Relação entre os comprimentos dos vãos será: 𝝀 = 𝑳𝒚 𝑳𝒙 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝟑, 𝟏𝟓 = 𝟐, 𝟐𝟔 > 2, 𝟎𝟎 Logo deve ser armada em uma só direção. Figura AIII.1 Para o carregamento de serviço, as reações de apoio, que representarão ações sobre o vigamento, será: 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 7,1 × 3,15 2 = 11,2 𝑘𝑁/𝑚 37 O Momento máximo positivo é: 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 8 = 7,1 × 3,152 8 = 8,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Para o carregamento referente à Combinação Última Normal de Ações, a Reação de apoio é: 𝑅𝑦 = 𝑝𝐿𝑥 2 = 9,1 × 3,15 2 = 14,4 𝑘𝑁/𝑚 Enquanto o Momento máximo positivo é: 𝑀𝑥 = 𝑝𝐿𝑥 2 8 = 9,1 × 3,152 8 = 11,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 A ação da laje sobre o vigamento referente ao carregamento de serviço está indicada na Figura AIII.2.a e aquela correspondente à Combinação Normal Última de Ações na Figura AIII.2.b. Figura AIII.2 Exercício III.2 - Calcular os esforços na laje do Exercício II.3. Resolução: O comprimento do vão teórico na direção y será: 𝐿𝑦 = 𝐿𝑦𝑜 + 𝑏 = 7,00 + 0,15 = 7,15 𝑚 A Relação entre os comprimentos dos vãos será: 𝝀 = 𝑳𝒚 𝑳𝒙 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝟑, 𝟑𝟓 = 𝟐, 𝟏𝟑 > 2, 𝟎𝟎 38 Logo deve ser armada em uma só direção Para o carregamento de serviço as Reações de Apoio serão: Escritório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣1 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣1𝐿𝑥 2 = 4,2 × 3,35 2 = 7,1 𝑘𝑁/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣2 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣2𝐿𝑥 2 = 5,8 × 3,35 2 = 9,8 𝑘𝑁/𝑚 Laboratório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣3 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣3𝐿𝑥 2 = 4,5 × 3,35 2 = 7,6 𝑘𝑁/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣4 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣4𝐿𝑥 2 = 6,1 × 3,35 2 = 10,3 𝑘𝑁/𝑚 Para o Momento máximo positivo ter-se-ia: Escritório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣1 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣1𝐿𝑥 2 8 = 4,2 × 3,352 8 = 5,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣2 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣2𝐿𝑥 2 8 = 5,8 × 3,352 8 = 8,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Laboratório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣3 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣3𝐿𝑥 2 8 = 4,5 × 3,352 8 = 6,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 39 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣4 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 8 = 6,1 × 3,352 8 = 8,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Os esforços correspondentes à Combinação Última Normal de Ações, esforços estes que deverão ser multiplicados pelo coeficiente de segurança das solicitações, no caso f = 1,4, para assim obter-se os esforços de projeto, serão : Reações nas vigas Escritório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦1 = 𝑝1𝐿𝑥 2 = 5,6 × 3,35 2 = 9,4 𝑘𝑁/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦2 = 𝑝2𝐿𝑥 2 = 7,2 × 3,35 2 = 12,1 𝑘𝑁/𝑚 Laboratório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦3 = 𝑝3𝐿𝑥 2 = 6,6 × 3,35 2 = 11,1 𝑘𝑁/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑅𝑦4 = 𝑝4𝐿𝑥 2 = 8,2 × 3,35 2 = 13,8 𝑘𝑁/𝑚 Momento máximo positivo Escritório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑀𝑥1 = 𝑝1𝐿𝑥 2 8 = 5,6 × 3,352 8 = 7,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑀𝑥2 = 𝑝2𝐿𝑥 2 8 = 7,2 × 3,352 8 = 10,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Laboratório: Fora da faixa ABCD, Figura AII.3.b 40 𝑀𝑥3 = 𝑝3𝐿𝑥 2 8 = 6,6 × 3,352 8 = 9,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Na faixa ABCD, Figura AII.3.b 𝑀𝑥4 = 𝑝4𝐿𝑥 2 8 = 8,2 × 3,352 8 = 11,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Momento de Reforço de armadura na faixa de distribuição da carga da parede 𝑃𝑝𝑎𝑟 = 𝛾𝑚𝑎𝑡 × 𝑒𝑝𝑎𝑟 × ℎ𝑝𝑎𝑟 = 13,0 × 0,15 × 2,60 = 5,07 𝑘𝑁/𝑚 𝑀𝑥 = 1,1 × 𝑃𝑝𝑎𝑟 × 𝐿𝑥 = 1,1 × 5,07 × 3,35 = 18,7 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Nas duas direções na faixa de distribuição da parede A carregamento de serviço da laje sobre o vigamento consta na Figura AIII.3.a e aquela correspondente à Combinação Normal Última de Ações na Figura AIII.3.b. Figura AIII.3 Exercícios Propostos Exercício PIII.1 - Calcular os esforços na laje de concreto armado da Figura PIII.1 destinada a piso de refeitório, que será revestido com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito de argamassa de cimento areia e cal de 15 mm de espessura, esta última, também usada para revestir o teto do pavimento inferior. 41 Figura PIII.1 Exercício PIII.2 - Calcular os esforços na laje da Figura PIII.2, de concreto armado, se a paredeque separa os dois ambientes é de alvenaria singela vazada de 3,20 m de altura. Os pisos serão revestidos com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, sobre leito de argamassa de cimento Portland, areia e cal de 15 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. Figura PIII.3 42 3.4 – Painéis de Lajes Armados nas Duas Direções Na hipótese de a razão entre o comprimento do vão maior e o do vão menor de um painel de laje for inferior a 2, os momentos fletores na direção “y” apresentam intensidade considerável, de modo que eles devem ser armados nas duas direções ou em cruz, Figura 29. Neste caso, convém ressaltar a possibilidade de duas situações distintas, sendo uma, aquela de lajes apoiadas em leito indeslocável e, a outra, aquelas apoiadas em membros estruturais deslocáveis. Figura 29 3.3.1 – Lajes apoiadas em leitos indeslocáveis Na prática, a condição de laje apoiada em elementos indeslocáveis pode ser considerada nos casos de lajes sem rigidez à torção ou se desprovidas de recursos que ofereçam restrição à separação de seu bordo do elemento de apoio, Figuras 43 30.a e 30.b. Outro caso se refere às lajes isentas de armadura de canto e concretadas monoliticamente às vigas de apoio, Figura 30.c. Vale ressaltar que, neste último caso costumam ocorrer fissuras nos cantos da laje, fato que pode ser desfavorável em ambientes expostos às intempéries, face à probabilidade de comprometimento da durabilidade. Em lajes de grandes vãos convém adotar-se armadura mínima nos cantos simplesmente apoiados Figura 30 Na maioria dos casos da prática da indústria da construção civil, as lajes maciças de concreto armado são utilizadas, associadamente, a vigas constituídas desse mesmo material que lhe servem de apoio e, evidentemente, apresentam certa flexibilidade, o que a classificaria como apoio deslocável. Entretanto, em grande parte das estruturas, de comprimentos de vãos e sobrecargas moderados, a rigidez do conjunto é suficiente para tratar as vigas como se elementos rígidos fossem. Dentre os modelos destinados ao cálculo de esforços destaca-se o Método das Grelhas. Antes de abordar o modelo referente ao método das grelhas convém relembrar o conceito estrutural de grelhas, que consiste em sistema estrutural formado a partir de conjunto de barras reticulares contidas em um plano, interconectadas rigidamente, cujo carregamento é normal ao plano que as contém, Figura 31. 44 Figura 31 Conforme o Método das Grelhas, a laje é concebida como sendo um conjunto de faixas justapostas independentes, Figura 32, e livres de interação lateral mediante tensão cisalhante com a faixa vizinha. Para efeito de cálculo de esforços cada uma dessas faixas é modelada pelo seu eixo longitudinal passando no centro de gravidade, linhas em tom azul da Figura 32.b, formando em seu conjunto uma grelha. Uma vez destacando-se a superfície limítrofe entre duas faixas adjacentes e justapostas, Figura 33, o que o modelo concernente ao Método das Grelhas prevê é a desconsideração da tensão cisalhante . Figura 32 45 Figura 33 As barras da grelha correspondentes às duas faixas centrais mutuamente perpendiculares, Figura 34.a, definem a grelha elementar da Figura 34.b que é tomada como referência para efeito de cálculo dos esforços. A análise estrutural da grelha da Figura 34.b permite definir as parcelas da carga total “p” kx e ky, coeficientes adimensionais, com os quais calculam-se as cargas px e py que serão distribuídas na laje segundo as direções “x” e “y”, respectivamente, na forma: 𝑝𝑥 = 𝑘𝑥𝑝 𝑝𝑦 = 𝑘𝑦𝑝 (1) Figura 34 46 Assim, para os painéis de laje da Figura 35, os deslocamentos do ponto E calculados através da análise estrutural da barra idealizada FG, cujo eixo longitudinal alinha-se com a direção “x”, tem de ser igual seu valor calculado mediante a análise da barra HJ, para a qual eixo longitudinal é paralelo à direção “y”. A equação do deslocamento transversal do ponto E para a barra FG será: 𝛿𝐸 = 𝐶𝑝𝑥𝐿𝑥 4 E para a barra HJ será: 𝛿𝐸 = 𝐶𝑝𝑦𝐿𝑦 4 Conforme a condição de compatibilidade de deslocamentos: 𝐶𝑝𝑥𝐿𝑥 4 = 𝐶𝑝𝑦𝐿𝑦 4 (2) Substituindo-se as equações 1 na Equação 2 resulta: 𝐶𝑘𝑥𝑝 𝐿𝑥 4 = 𝐶𝑘𝑦𝑝𝐿𝑦 4 ⇒ 𝑘𝑥𝐿𝑥 4 = 𝑘𝑦𝐿𝑦 4 (3) Figura 35 Mas: 𝑝 = 𝑝𝑥 + 𝑝𝑦 = 𝑘𝑥𝑝 + 𝑘𝑦𝑝 = (𝑘𝑥 + 𝑘𝑦)𝑝 ∴ 𝑘𝑥 + 𝑘𝑦 = 1 𝑘𝑥 = 1 − 𝑘𝑦 (4) Substituindo-se a equação 4 na equação 3 obtém-se: 47 (1 − 𝑘𝑦)𝐿𝑥 4 = 𝑘𝑦𝐿𝑦 4 ⇒ 𝑘𝑦 = 1 1 + (𝐿𝑦 𝐿𝑥⁄ ) 4 = 1 1 + 𝜆4 (5) Uma vez tendo sido definido os valores das parcelas de carga os esforços podem ser calculados a partir da análise estrutural das barras FG e HJ da Figura 35. Observe-se que neste caso, fazendo-se λ = 2 ter-se-ia: 𝑘𝑦 = 1 1 + 24 ≈ 0,06 = 6% E, consequentemente o valor da carga py é muito menor do que a intensidade da carga px. Para valores maiores de λ este percentual seria menor ainda, assim, para valores de λ não inferiores a 2 a laje pode ser calculada como se armada apenas na direção x, como praticamos na seção 3.3 deste trabalho. Aplicando-se raciocínio análogo para o painel de laje com as condições de bordo da Figura 36 obtém-se: 𝑘𝑦 = 1 1 + 5𝜆4 Considerando-se neste caso se λ = 2 tem-se: 𝑘𝑦 = 1 1 + 5 × 24 < 0,013 = 1,3% De modo que a carga py é desprezível se comparada à intensidade da carga px 48 Figura 36 Aplicando-se raciocínio idêntico para o painel de laje com as condições de bordo da Figura 37.a obtém-se: 𝑘𝑦 = 5 5 + 𝜆4 Considerando-se neste caso se λ = 2 tem-se: 𝑘𝑦 = 5 5 + 24 = 0,238 = 23,8% E, neste caso, a carga py apresenta intensidade significativa devendo a laje ser calculada na condição armada nas duas direções. Por razão idêntica aos painéis de laje que apresentam as condições de bordo das Figuras 37.b e 37.c, também têm de ser armadas em cruz. 49 Figura 37 Formulação Prática A formulação apresentada logo adiante foi desenvolvida com base Método das Grelhas e é voltada para o propósito de agilizar o cálculo manual de esfoços em lajes. Para sua aplicação, se: = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 O vão de comprimento Lx não é necessáriamente o vão de menor comprimento. Deve ser sempre considerado como sendo o vão na direção de maior rigidez á flexão assim caracterizado a partir da consideração das condições de bordo da laje. As vigas da Figura 38 estão apresentadas em ordem decrescente de rigidez à flexão. Tomando por base as orientações formuladas neste parágrafo, a definição das direções dos vãos dos painéis de laje devem ser como indicado nas Figuras 39.a, 39.b e 39.c. Quanto ao caso do painél de laje da Figura 39.d, a princípio as direções podem ser como ali está indicada, entetanto, na hipótese de resultar para o vão Lx comprimento muito maior que o comprimento do vão Ly pode ser aconselhável calcular o painél seguindo tal orientação, inverter as direções dos vãos, ou seja, permutar Lx com Ly e adotar os valores mais conservadores para os esforços. 50 Figura 38 Na hipótese de o painel de laje apresentar a mesma condição de vinculação nos quatro bordos então a direção de maior rigidez à flexão será, evidentemente, aquela correspondente ao menor comprimento do vão. Figura 39 Em face de a laje representar corpo sólido para cujo cálculo necessitar-se a consideração de seu trabalho mecânico em duas direções, sua rigidez à flexão deve abranger sua deformabilidade nas duas direções. Assim, se o material trabalhar no regime elático, ela deve ser expressa mediante: 𝐷 = 𝐸𝑐𝑠𝑏ℎ 3 12(1 − 𝜐2)(6) Uma vez que, para se cálculo, a laje será modelada tal uma viga chata, com seção transversal retangular de largura igual a 1,00 m e altura igual á sua espessura h a Equação 6 pode ser usada na forma: 𝐷 = 𝐸𝑐𝑠ℎ 3 12(1 − 𝜐2) O deslocamento vertical de um ponto localizado ao centro do vão do painel de laje apresentado no instante do carregament é dado por: 𝛿𝑖𝑚𝑒𝑑 = 𝑤𝑐 𝑝𝐿𝑥 4 𝐷 (7) 51 Sendo wc um parâmetro adimensional que será obtido a partir de uma equação cuja forma depende das condições de bordo do painél de laje. Os Momentos Fletores Positivos ao centro da laje, Figura 40.a, serão dados mediante: 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥 𝑝𝐿𝑥 2 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦 𝑝𝐿𝑥 2 (8) Enquanto os Momentos Fletores Negativos ao longo dos bordos engastados da laje, Figura 40.b, devem ser determinados a partir das expressões: 𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑥𝑒 𝑝𝐿𝑥 2 𝑀𝑦𝑒 = 𝑚𝑦𝑒 𝑝𝐿𝑥 2 (9) Nas equações 8 e 9 mx, my, mxe e mye também representam parâmetros adimensionais determinados a partir de equações cuja forma depende das condições de bordo do painél de laje. As reações de apoio, por sua vez, que ao final serão iguais em intensidade aos esforços cortantes ao longo do bordos das lajes, Figura 40, serão dadas mediante: 𝑅𝑥 = 𝑟𝑥 𝑝𝐿𝑥; 𝑅𝑦 = 𝑟𝑦 𝑝𝐿𝑥; 𝑅𝑥𝑒 = 𝑟𝑥𝑒 𝑝𝐿𝑥 𝑅𝑦𝑒 = 𝑟𝑦𝑒 𝑝𝐿𝑥 (10) Observe-se o quão simplificadas são as Equações 8 , 9, 10, pois, nas Equações 8 e 9 aparecem em ambas o termo 𝑝𝐿𝑥 2 enquanto em ambas as Equações 10 aparece o termo 𝑝𝐿𝑥. Figura 40 Onde rx, ry, rxe e rye devem ser obtidos de maneira similar àquela que resulta em mx, my, mxe e mye. 52 Se o painél de laje apresentar as condições de bordo do caso 1, Figura 41, considrando-se as equações 4 e 5 ter-se-á: 𝑘𝑥 = 1 − 𝑘𝑦 = 1 − 1 1 + 𝜆4 = 𝜆4 1 + 𝜆4 Considerando-se a forma da equação 7 e a expressão do deslocamento ao centro do vão para uma barra biapoiada solicitada mediante carga uniformemente distribuida ao longo de toda a sua extensão longitudinal, o deslocamento ao centro do vão do painél da laje seria dado por: 𝑊 = 𝑤𝑐 𝑝𝐿𝑥 4 𝐷 = 5𝑘𝑥 384 𝑝𝐿𝑥 4 𝐷 De modo que: 𝑤𝑐 = 5𝑘𝑥 384 Considerando-se a forma das equações 8 e a expressão do Momento Fletor ao centro do vão para uma barra biapoiada solicitada mediante carga uniformemente distribuida ao longo de toda a sua extensão longitudinal, então: 𝑀𝑥 = 𝑝𝑥𝐿𝑥 2 8 = 𝑘𝑥 8 𝑝𝐿𝑥 2 = 𝑚𝑥 𝑝𝐿𝑥 2 𝑀𝑦 = 𝑝𝑦𝐿𝑦 2 8 = 𝜆2𝑘𝑦 8 𝑝𝐿𝑥 2 = 𝑚𝑦 𝑝𝐿𝑥 2 De modo que resultam: 𝑚𝑥 = 𝑘𝑥 8 𝑚𝑦 = 𝑘𝑦 𝜆2 8 Em consequencia da forma das equações 10 e da expressão para a Reação de apoio de uma barra biapoiada solicitada mediante carga uniformemente distribuida ao longo de toda a sua extensão longitudinal, ter-se-ia: 𝑅𝑦 = 𝑝𝑥𝐿𝑥 2 = 𝑘𝑥 2 𝑝𝐿𝑥 = 𝑟𝑦𝑝𝐿𝑥 𝑅𝑥 = 𝑝𝑦𝐿𝑦 2 = 𝑘𝑦 𝜆 2 𝑝𝐿𝑥 = 𝑟𝑥𝑝𝐿𝑥 De modo que resultam: 53 𝑟𝑥 = 𝑘𝑦 𝜆 2 𝑟𝑦 = 𝑘𝑥 2 Adotando-se raciocínio análogo obtém-se para o caso 2: 𝑘𝑥 = 5𝜆4 2+ 5𝜆4 ; 𝑤𝑐 = 2𝑘𝑥 384 ; 𝑚𝑥 = 𝑘𝑥 14,22 ; 𝑚𝑦 = 𝑘𝑦 𝜆2 8 ; 𝑚𝑥𝑒 = − 𝑘𝑥 8 𝑟𝑥 = 𝑘𝑦 𝜆 2 ; 𝑟𝑦 = 3𝑘𝑥 8 ; 𝑟𝑦𝑒 = 5𝑘𝑥 8 Para o caso 3 resulta: 𝑘𝑥 = 5𝜆4 1+ 5𝜆4 ; 𝑤𝑐 = 𝑘𝑥 384 ; 𝑚𝑥 = 𝑘𝑥 24 ; 𝑚𝑦 = 𝑘𝑦 𝜆2 8 ; 𝑚𝑥𝑒 = − 𝑘𝑥 12 𝑟𝑥 = 𝑘𝑦 𝜆 2 𝑟𝑦𝑒 = 𝑘𝑥 2 Para o caso 4: 𝑘𝑥 = 𝜆4 1+ 𝜆4 ; 𝑤𝑐 = 2𝑘𝑥 384 ; 𝑚𝑥 = 𝑘𝑥 14,22 ; 𝑚𝑦 = 𝑘𝑦 𝜆2 14,22 ; 𝑚𝑥𝑒 = − 𝑘𝑥 8 ; 𝑚𝑦𝑒 = −𝑘𝑦 𝜆2 8 𝑟𝑥 = 3𝑘𝑦 𝜆 8 ; 𝑟𝑦 = 3𝑘𝑥 8 ; 𝑟𝑥𝑒 = 5𝑘𝑦 𝜆 8 ; 𝑟𝑦𝑒 = 5𝑘𝑥 8 Para o caso 5: 𝑘𝑥 = 2𝜆4 1+ 2𝜆4 ; 𝑤𝑐 = 𝑘𝑥 384 ; 𝑚𝑥 = 𝑘𝑥 24 ; 𝑚𝑦 = 𝑘𝑦 𝜆2 14,22 ; 𝑚𝑥𝑒 = − 𝑘𝑥 12 ; 𝑚𝑦𝑒 = −𝑘𝑦 𝜆2 8 𝑟𝑥 = 3𝑘𝑦 𝜆 8 ; 𝑟𝑦 = 𝑘𝑥 2 ; 𝑟𝑥𝑒 = 5𝑘𝑦 𝜆 8 E, para o caso 6: 𝑘𝑥 = 𝜆4 1+ 𝜆4 ; 𝑤𝑐 = 𝑘𝑥 384 ; 𝑚𝑥 = 𝑘𝑥 24 ; 𝑚𝑦 = 𝑘𝑦 𝜆2 24 ; 𝑚𝑥𝑒 = − 𝑘𝑥 12 ; 𝑚𝑦𝑒 = −𝑘𝑦 𝜆2 12 𝑟𝑥𝑒 = 𝑘𝑦 𝜆 2 ; 𝑟𝑦𝑒 = 𝑘𝑥 2 54 Figura 41 Exercicio III.3 - Calcular os esforços na laje destinada a piso de garagem em concreto armado, Figura AIII.4, apoiadas sobre elementos rígidos, sabendo-se que será utilizada por veículo de peso superior a 30 kN, e seu piso será revestido com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito constituído de argamassa de cimento Portland areia e cal de 25 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior à garagem. Resolução: Para a espessura da laje será adotado o valor h = 120 mm atendendo aos requisitos de espessura mínima, recomendados pela NBR 6118/2014. Para efeito de cálculo das cargas referentes às ações permanentes serão adotados os valores dos pesos específicos indicados na tabela 1. O peso próprio será então: 𝑃. 𝑝. = 𝛾𝑐𝑜𝑛𝑐 × ℎ = 25,0 × 0,12 = 3,0 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga referente ao revestimento do teto do pavimento Inferior à garagem será essencialmente devida ao peso da argamassa, e, portanto: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 = 𝛾𝑎𝑟𝑔 × 𝑒𝑎𝑟𝑔 = 19,0 × 0,025 = 0,475 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga referente ao revestimento do piso da garagem além do peso da argamassa de regularização e assentamento, incluirá o peso das lajotas, dado por: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑎𝑗𝑜𝑡𝑎 = 𝛾𝑐𝑒𝑟 × 𝑒𝑙𝑎𝑗𝑜𝑡𝑎 = 18,0 × 0,008 = 0,144 𝑘𝑁/𝑚 2 Assim, a carga correspondente ao revestimento do piso será: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣𝑝𝑖𝑠𝑜 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑎𝑗𝑜𝑡𝑎 = 0,475 + 0,144 = 0,619 𝑘𝑁/𝑚 2 55 A carga correspondente ao revestimento do conjunto piso e teto é: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑎𝑟𝑔 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0,475 + 0,619 = 1,094 𝑘𝑁/𝑚 2 A carga permanente deve ser a soma do peso próprio da laje com a carga referente ao seu revestimento, e, assim, será: 𝑔 = 𝑃. 𝑝. + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎𝑟𝑒𝑣 = 3,0 + 1,094 = 4,094 𝑘𝑁/𝑚 2 ≈ 4,1 𝑘𝑁/𝑚2 Figura AIII.4 A NBR 6120/2003 não contempla em sua redação informação a respeito de carga de utilização aplicável ao presente caso por esta razão, o autor deste trabalho precisou recorrer a uma estimativa tomando por base a experiência em trabalhos similares, da qual resultou para a carga de utilização o valor: 𝑞 = 5,0 𝑘𝑁/𝑚2 Neste trabalho justifica-se a consideração da Combinação Quase Frequente de ações e da Combinação Normal Última de Ações. A consideração da primeira justifica-se pelo fato de no presente caso só ser necessário verificar o Estado Limite de Deformações Excessivas, e, não está relatada possibilidade de oscilações térmicas ou ação do vento que possam comprometer vedações, e, em casos dessa natureza a NBR 6118/2014 recomenda, especificamente, adotá-la. As Combinações 56 Últimas de Ações devem ser aplicadas no dimensionamento de seções transversais de concreto armado. A combinação Última Normal de Ações é aplicável a todos os casos, e, uma vez que não há informações de ocorrência de Ações de Construção, Ações Especiais ou Ações Excepcionais relevantes, apenas, esta combinação de ações precisa ser considerada. A Combinação Quase Permanente de Serviço: 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗 = 𝒈 + 𝝍𝟐𝒒 = 4,094 + 0,6 × 5,0 ≈ 𝟕, 𝟏 𝒌𝑵/𝒎 𝟐 Combinação Última Normal de Ações: 𝒑 = 𝒈 + 𝒒 = 4,094 + 5,0 = 9,094 𝑘𝑁/𝑚2 ≈ 9,1 𝑘𝑁/𝑚2 A laje enquadra-se no caso 1 Comprimentos dos vãos: 0,6h = 0,6x0,12 = 0,072 m 𝑳𝒙 = 𝟔, 𝟎𝟎 + 𝟎, 𝟎𝟕𝟐 = 𝟔, 𝟎𝟕𝟐 𝒎 → 𝑳𝒙 = 𝟔, 𝟏𝟓 𝒎 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟎𝟎 + 𝟎, 𝟎𝟕𝟐 = 𝟕, 𝟎𝟕𝟐 𝒎 → 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 A relação entre os vãos: 𝜆 = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 = 7,15 6,15 = 1,1626 Parâmetros Adimensionais 𝒌𝒙 = 𝝀𝟒 𝟏 + 𝝀𝟒= 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔𝟒 𝟏 + 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔𝟒 = 𝟎, 𝟔𝟒𝟔 = 𝟎, 𝟔𝟓 𝒌𝒚 = 𝟏 − 𝒌𝒙 = 𝟏 − 𝟎, 𝟔𝟓 = 𝟎, 𝟑𝟓 𝒎𝒙 = 𝒌𝒙 𝟖 = 𝟎, 𝟔𝟓 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟏𝟐𝟓 𝒎𝒚 = 𝒌𝒚 𝝀𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟑𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟔 𝒓𝒙 = 𝒌𝒚𝝀 𝟐 = 𝟎, 𝟑𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔 𝟐 = 𝟎, 𝟐𝟎𝟑𝟓; 𝒓𝒚 = 𝒌𝒙 𝟐 = 𝟎, 𝟔𝟓 𝟐 = 𝟎, 𝟑𝟐𝟓 Multiplicadores de esforços 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗𝑳𝒙 = 𝟕, 𝟏 × 𝟔, 𝟏𝟓 = 𝟒𝟑, 𝟕; 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗𝑳𝒙 𝟐 = 𝟕, 𝟏 × 𝟔, 𝟏𝟓𝟐 = 𝟐𝟔𝟖, 𝟔 57 𝒑𝑳𝒙 = 𝟗, 𝟏 × 𝟔, 𝟏𝟓 = 𝟓𝟔, 𝟎; 𝒑𝑳𝒙 𝟐 = 𝟗, 𝟏 × 𝟔, 𝟏𝟓𝟐 = 𝟑𝟒𝟒, 𝟐 Para o carregamento de serviço, as reações de apoio serão: 𝑅𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,2035 × 43,7 = 8,94 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,325 × 43,7 =14,3 kN/m Para os Momentos Fletores resultam: 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,08125 × 268,6 = 21,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,06 × 268,6 = 16,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Para o carregamento referente à Combinação Última Normal de Ações, as Reações de apoio devem ser: 𝑅𝑥 = 𝑟𝑥𝑝𝐿𝑥 = 0,2035 × 56 = 11,4 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦 = 𝑟𝑦𝑝𝐿𝑥 = 0,325 × 56 =18,2 kN/m Enquanto para os Momentos Fletores ter-se-á: 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥𝑝𝐿𝑥 2 = 0,08125 × 344,2 = 28,0 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦𝑝𝐿𝑥 2 = 0,06 × 344,2 = 20,7 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Exercicio III.4 - Calcular os esforços na laje da Figura AIII.5, apoiada sobre vigas rígidas, considerando que será solicitada mediante um carregamento de serviço correspondente a uma carga uniformemente distribuída em toda a sua extensão de 7,0 kN/m2 de intensidade e um carregamento referente à Combinação Normal de Ações de intensidade igual a 9, 0 kN/m2. Resolução: As duas lajes enquadram-se no caso 2, pois, são iguais e do tipo da Figura AIII.6. Comprimentos dos vãos 𝑳𝒙 = 𝟔, 𝟏𝟓 𝒎 𝒆 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 A relação entre os vãos: 𝜆 = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 = 7,15 6,15 = 1,1626 Parâmetros Adimensionais: 𝒌𝒙 = 𝟓𝝀𝟒 𝟐 + 𝟓𝝀𝟒 = 𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔𝟒 𝟐 + 𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔𝟒 = 𝟎, 𝟖𝟐; 𝒌𝒚 = 𝟏 − 𝒌𝒙 = 𝟏 − 𝟎, 𝟖𝟐 = 𝟎, 𝟏𝟖 58 𝒎𝒙 = 𝒌𝒙 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟖𝟐 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟓𝟖𝟔; 𝒎𝒚 = 𝒌𝒚 𝝀𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟏𝟖 × 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟎𝟒 𝒎𝒙𝒆 = − 𝒌𝒙 𝟖 = − 𝟎, 𝟖𝟐 𝟖 = −𝟎, 𝟏𝟎𝟐𝟓 𝒓𝒙 = 𝒌𝒚𝝀 𝟐 = 𝟎, 𝟏𝟖 × 𝟏, 𝟏𝟔𝟐𝟔 𝟐 = 𝟎, 𝟏𝟎𝟓; 𝒓𝒚 = 𝟑𝒌𝒙 𝟖 = 𝟑 × 𝟎, 𝟖𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟑𝟎𝟖; 𝒓𝒚𝒆 = 𝟓𝒌𝒙 𝟖 = 𝟓 × 𝟎, 𝟖𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟓𝟏𝟑 Figura AIII.5 Figura AIII.6 59 Multiplicadores dos esforços: 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗𝑳𝒙 = 𝟕, 𝟎 × 𝟔, 𝟏𝟓 = 𝟒𝟑, 𝟏; 𝒑𝒔𝒆𝒓𝒗𝑳𝒙 𝟐 = 𝟕, 𝟎 × 𝟔, 𝟏𝟓𝟐 = 𝟐𝟔𝟒, 𝟖 𝒑𝑳𝒙 = 𝟗, 𝟎 × 𝟔, 𝟏𝟓 = 𝟓𝟓, 𝟒; 𝒑𝑳𝒙 𝟐 = 𝟗, 𝟎 × 𝟔, 𝟏𝟓𝟐 = 𝟑𝟒𝟎, 𝟓 Para o carregamento de serviço, as reações de apoio serão: 𝑅𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,105 × 43,1 = 4,6 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,308 × 43,1 = 13,3 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,513 × 43,1 = 22,2 𝑘𝑁 Para os Momentos Fletores resultam: 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,0586 × 264,8 = 15,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,0304 × 264,8 = 8,1𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = −0,1025 × 264,8 = −27,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Para o carregamento referente à Combinação Última Normal de Ações, por sua vez, as Reações de apoio devem ser: 𝑅𝑥 = 𝑟𝑥𝑝𝐿𝑥 = 0,105 × 55,4 = 5,9 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦 = 𝑟𝑦𝑝𝐿𝑥 = 0,308 × 55,4 = 17,1 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒 = 𝑟𝑦𝑒𝑝𝐿𝑥 = 0,513 × 55,4 = 28,5 𝑘𝑁/𝑚 As intensidades dos Momentos Fletores serão: 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥𝑝𝐿𝑥 2 = 0,0586 × 340,5 = 20,0 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦𝑝𝐿𝑥 2 = 0,0304 × 340,5 = 10,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝐿𝑥 2 = −0,1025 × 340,5 = −35,0 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Exercício PIII.3 - Calcular os esforços na laje da Figura PIII.3, de concreto armado, apoiadas sobre elementos rígidos, se os pisos serão revestidos com lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, sobre leito de argamassa de cimento Portland, areia e cal de 15 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. 60 Figura PIII.3 Compensação dos momentos O bordo comum de dois painéis coplanares contíguos de lajes, enquanto membros isolados, devem ser modelados como se ligado através de engastamento perfeito. As intensidades dos momentos calculados nos referidos bordos considerando o trabalhos mecãnico individual de cada um desses painéis são, em geral, diferentes, Figura 42. Diante de tal fato, faz-se necessário proceder à compensação de tais momentos, para assim,simular, devidamente, a continuidade desses dois painéis de laje. A compensação dos momentos negativos no bordo comum de dois painéis de laje coplanares contíguos é realizado de forma a adotar-se o maior entre os dois valores pata tal momento: 𝑀𝑒 = 𝑀𝑒1 + 𝑀𝑒2 2 𝑀𝑒 = 0,8 × max (𝑀𝑒1; 𝑀𝑒2) Este procedimento só é aplicável quando os comprimentos dos vão das lajes adjacentes não forem muito diferentes. Para diferenças superiores ao dobro do menor vão o conjunto de painéis adjecentes deve ser considerado com um viga continua chata. 61 Observe-se que, se o valor do momento negativo compensado é menor do que a intensidade do maior dos dois momentos calculados para os painéis envolvidos considerados individulmente, Figura 42, assim sendo, o momento positivo no centro do vão do painél para o qual tenha resultado o maior momento negativo deve ser maior de que seu valor calculado para o painél considerado, individualmente. Consequentemente, para corrigir esta deficiência é necessário compatibilizar o referido momento positivo. Se ocorrer de Me2 > Me1 então o valor para o referido momento positivo deveria ser ajustado para: 𝑀2̅̅ ̅̅ = 𝑀2 + ∆𝑀 Figura 42 O incremento de momento M deve ser determinado em consonância aos postulados da Mecânica do Sólido. Exercício III.5 - Calcular os esforços na laje da Figura AIII.7 apoiada em vigas rígidas, submetidas a carga de serviço de 7,0 kN/m2 e a carregamento referente à Combinação Última Normal de Ações de 9,0 kN/m2. Resolução: As lajes enquadram-se no caso 2: 62 Comprimentos dos vãos L1 𝑳𝒙 = 𝟔, 𝟏𝟓 𝒎; 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 L2 𝑳𝒙 = 𝟓, 𝟏𝟓 𝒎; 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 Relação entre os vãos: L1 𝜆 = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 = 7,15 6,15 = 1,17 L2 𝜆 = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 = 7,15 5,15 = 1,39 Figura AIII.7 Parâmetros Adimensionais L1 𝒌𝒙 = 𝟓𝝀𝟒 𝟐 + 𝟓𝝀𝟒 = 𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟕𝟒 𝟐 + 𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟕𝟒 = 𝟎, 𝟖𝟑; 𝒌𝒚 = 𝟏 − 𝒌𝒙 = 𝟏 − 𝟎, 𝟖𝟑 = 𝟎, 𝟏𝟕 𝒎𝒙 = 𝒌𝒙 𝟏𝟒, 𝟐𝟐 = 𝟎, 𝟖𝟑 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟔𝟎; 𝒎𝒚 = 𝒌𝒚 𝝀𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟏𝟕 × 𝟏, 𝟏𝟕𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟎 63 𝒎𝒙𝒆 = − 𝒌𝒙 𝟖 = − 𝟎, 𝟖𝟑 𝟖 = −𝟎, 𝟏𝟎𝟒 𝒓𝒙 = 𝒌𝒚𝝀 𝟐 = 𝟎, 𝟏𝟕 × 𝟏, 𝟏𝟕 𝟐 = 𝟎, 𝟏𝟎𝟎; 𝒓𝒚 = 𝟑𝒌𝒙 𝟖 = 𝟑 × 𝟎, 𝟖𝟑 𝟖 = 𝟎, 𝟑𝟏𝟐 𝒓𝒚𝒆 = 𝟓𝒌𝒙 𝟖 = 𝟓 × 𝟎, 𝟖𝟑 𝟖 = 𝟎, 𝟓𝟏𝟗 L2 𝒌𝒙 = 𝟓𝝀𝟒 𝟐 + 𝟓𝝀𝟒 = 𝟓 × 𝟏, 𝟑𝟗𝟒 𝟐 + 𝟓 × 𝟏, 𝟑𝟗𝟒 = 𝟎, 𝟗𝟏 𝒌𝒚 = 𝟏 − 𝒌𝒙 = 𝟏 − 𝟎, 𝟗𝟏 = 𝟎, 𝟎𝟗 𝒎𝒙 = 𝒌𝒙 𝟏𝟒, 𝟐𝟐 = 𝟎, 𝟗𝟏 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟔𝟓; 𝒎𝒚 = 𝒌𝒚 𝝀𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟗 × 𝟏, 𝟑𝟗𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟐 𝒎𝒙𝒆 = − 𝒌𝒙 𝟖 = − 𝟎, 𝟗𝟏 𝟖 = −𝟎, 𝟏𝟏𝟒 𝒓𝒙 = 𝒌𝒚𝝀 𝟐 = 𝟎, 𝟎𝟗 × 𝟏, 𝟑𝟗 𝟐 = 𝟎, 𝟎𝟔𝟑 𝒓𝒚 = 𝟑𝒌𝒙 𝟖 = 𝟑 × 𝟎, 𝟗𝟏 𝟖 = 𝟎, 𝟑𝟒𝟐; 𝒓𝒚𝒆 = 𝟓𝒌𝒙 𝟖 = 𝟓 × 𝟎, 𝟗𝟏 𝟖 = 𝟎, 𝟓𝟔𝟗 Multiplicadores dos esforços L1 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 7,0 × 6,15 = 43,1; 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 7,0 × 6,152 = 264,8 𝑝𝐿𝑥 = 9,0 × 6,15 = 55,4; 𝑝𝐿𝑥 2 = 9,0 × 6, 152 = 340,5 L2 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 7,0 × 5,15 = 36,1; 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 7,0 × 5,152 = 185,7 𝑝𝐿𝑥 = 9,0 × 5,15 = 46,4; 𝑝𝐿𝑥 2 = 9,0 × 5, 152 = 238,8 Esforços referentes à carga de serviço: Reações nos apoios: L1 𝑅𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,100 × 43,1 = 4,4 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,312 × 43,1 = 13,5 𝑘𝑁/𝑚 64 𝑅𝑦𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,519 × 43,1 = 22,4 𝑘𝑁/𝑚 L2𝑅𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,063 × 36,1 = 2,3 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,342 × 36,1 = 12,4 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑟𝑦𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 = 0,569 × 36,1 = 20,6 𝑘𝑁/𝑚 Momentos Fletores: L1 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,060 × 264,8 = 15,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,030 × 264,8 = 8,0 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = −0,104 × 264,8 = −27,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 L2 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,065 × 185,7 = 11,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,022 × 185,7 = 4,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = −0,114 × 185,7 = −21,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Esforços referentes à Combinação Última: Reações nos apoios: L1 𝑅𝑥 = 𝑟𝑥𝑝𝐿𝑥 = 0,100 × 55,4 = 5,6 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦 = 𝑟𝑦𝑝𝐿𝑥 = 0,312 × 55,4 = 17,3 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒 = 𝑟𝑦𝑒𝑝𝐿𝑥 = 0,519 × 55,4 = 28,8 𝑘𝑁/𝑚 L2 𝑅𝑥 = 𝑟𝑥𝑝𝐿𝑥 = 0,063 × 46,4 = 3,0 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦 = 𝑟𝑦𝑝𝐿𝑥 = 0,342 × 46,4 = 15,9 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒 = 𝑟𝑦𝑒𝑝𝐿𝑥 = 0,569 × 46,4 = 26,5 𝑘𝑁/𝑚 Momentos Fletores: L1 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥𝑝𝐿𝑥 2 = 0,060 × 340,5 = 20,5 𝑘𝑁𝑚/𝑚 65 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦𝑝𝐿𝑥 2 = 0,030 × 340,5 = 10,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝐿𝑥 2 = −0,104 × 340,5 = −35,5 𝑘𝑁𝑚/𝑚 L2 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥𝑝𝐿𝑥 2 = 0,065 × 238,8 = 15,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦𝑝𝐿𝑥 2 = 0,022 × 238,8 = 5,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝐿𝑥 2 = −0,114 × 238,8 = −27,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Compensação de Momentos: Ações de Serviço: 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑀𝑥𝑒1𝑠𝑒𝑟𝑣 + 𝑀𝑥𝑒2𝑠𝑒𝑟𝑣 2 = −27,6 + (−21,2) 2 = −24,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,8max (𝑀𝑥𝑒1𝑠𝑒𝑟𝑣, 𝑀𝑥𝑒2𝑠𝑒𝑟𝑣) = 0,8max (−27,6; −21,2) 𝑀𝑥𝑒 = 0,8 × (−27,6) = −22,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑴𝒙𝒆𝒔𝒆𝒓𝒗 = −24,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Combinação Última: 𝑀𝑥𝑒 = 𝑀𝑥𝑒1 + 𝑀𝑥𝑒2 2 = −35,5 + (−27,3) 2 = −31,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 0,8max (𝑀𝑥𝑒1, 𝑀𝑥𝑒2) = 0,8max (−35,5; −27,3) 𝑀𝑥𝑒 = 0,8 × (−35,5) = −28,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑴𝒙𝒆 = −𝟑𝟏, 𝟒 𝒌𝑵𝒎/𝒎 Compatibilização dos momentos positivos: O cálculo do momento positivo final pode ser realizado com base na Figura AIII.8. A partir do conceito de semelhança de triângulos deduz-se que: ∆𝑀 = ∆𝑀𝑒 𝑥 𝐿⁄ Para este exercício a laje que apresenta maior momento negativo previamente à compensação é L1. Ações de Serviço: 66 Parcelas de carga na direção x: 𝑝𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑘𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,83 × 7,0 = 5,9 𝑘𝑁/𝑚 2 𝑝𝑥 = 𝑘𝑥𝑝 = 0,83 × 9,0 = 7,5 𝑘𝑁/𝑚 2 Posição da seção onde se dá o momento máximo positivo: 𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 𝑝𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 13,5 5,9 = 2,3 𝑚 𝑥 = 𝑅𝑦 𝑝𝑥 = 17,3 7,5 = 2,4 𝑚 Redução dos momentos negativos mediante a compensação: ∆𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 27,6 − 24,4 = 3,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 ∆𝑀𝑥𝑒 = 35,5 − 31,4 = 4,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Aumento no momento positivo: ∆𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 3,2 × 2,3 6,15 = 1,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 ∆𝑀𝑥 = 4,1 × 2,4 6,15 = 1,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Momento positivo final: 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 15,9 + 1,2 = 17,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥 = 20,5 + 1,6 = 22,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 A Tabela AIII.1 apresenta sumário comparativo dos esforços na Laje 1 entre as condições de cálculo de painel isolado e com os momentos , devidamente, compensados. Tabela AIII.1 Laje 1 Isoladamente Compensado Mx 20,5 kNm/m 𝟐𝟐, 𝟏 𝒌𝑵𝒎/𝒎 Mxe -35,5 kNm/m -31,4 kNm/m 67 Figura AIII.8 Exercício PIII.4 - Calcular os esforços na laje da Figura PIII.4, de concreto armado, apoiadas sobre vigas rígidas, se os pisos serão revestidos em lajotas cerâmicas de 8 mm de espessura, assentadas sobre leito de argamassa de cimento Portland, areia e cal de 15 mm de espessura, esta última, também utilizada para revestir o teto do pavimento inferior. Figura PIII.4 Sugestão: Adotar os mesmos carregamentos do exercício proposto PIII.3 Método de Marcos Este método representa um ajuste do Método das Grelhas para a inclusão dos efeitos decorrentes da torção da laje. 68 A rigidez da torção da laje contribui para a atenuação de sua curvatura, consequentemente, a consideração de tal rigidez resulta em momentos Fletores Positivos e Delocamentos Verticais menores. Assim, conforme o método, os referidos momentos são reduzidos mediante os coeficientes adimensionais: 𝐶𝑥 = 1 − 20𝑘𝑥 3𝛼𝑥𝜆2 𝑒 𝐶𝑦 = 1 − 20𝑘𝑦𝜆 2 3𝛼𝑦 Os parâmetros adimensionais αx e αy dependem das condições de bordo do painel isolado considerado. Se na direção considerada o painel for biapoiado fazê-lo igual a 8. Se for engastado em uma extremidade e apoiado na outra adotar valor igual a 14,22, e, se for biengastado admiti-lo igual a 24. As intensidades dos momentos positivos devem então ser recalculados mediante a forma: 𝑀𝑥𝑜 = 𝐶𝑥𝑀𝑥 𝑒 𝑀𝑦𝑜 = 𝐶𝑦𝑀𝑦 Em considerando-se a rigidez à torção a fissuração nos cantos da laje é considerável, necessitando da adoção de armadura de canto. As reações de apoio são variáveis, embora possa ser aproximada por ação equivalente distribuida uniformemente ao longo dos bordos da laje. Este procedimento baseia-se no Método das Linhas de Ruptura ou Método das Charneiras Plástica que prevê quadro de fissuração associado à ruptura o concreto bem definido na forma ilustrado na Figura 43. As linhas de apoio AC e BD, recebem a ação que decorre da carga que solicita as áreas I, Figura 43, resultando para a reação: 𝑅𝑦 = 𝑝𝐴𝐼 𝐿𝑦 Enquanto as linhas de apoio AB e CD, recebem a ação proveniente da carga que solicita as áreas II, resultando a reação: 𝑅𝑥 = 𝑝𝐴𝐼𝐼 𝐿𝑥 69 Conforme NBR 6118/2014 seção 14.7.6.1, inciso “b”: os ângulos “α” dependem das condições de bordo do painel objeto de cálculo que deve ser definido conforme orientação da Figura 44. Figura 43 Figura 44 Exercício III.6 - Calcular os esforços na laje do Exercício III.5 considerando sua rigidez à torção. Resolução As lajes enquadram-se no caso 2: Comprimentos dos vãos L1 𝑳𝒙 = 𝟔, 𝟏𝟓 𝒎; 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 70 L2 𝑳𝒙 = 𝟓, 𝟏𝟓 𝒎; 𝑳𝒚 = 𝟕, 𝟏𝟓 𝒎 Relação entre os vãos: L1 𝜆 = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 = 7,15 6,15 = 1,17 L2 𝜆 = 𝐿𝑦 𝐿𝑥 = 7,15 5,15 = 1,39 Parâmetros Adimensionais L1 𝒌𝒙 = 𝟓𝝀𝟒 𝟐 + 𝟓𝝀𝟒 = 𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟕𝟒 𝟐 + 𝟓 × 𝟏, 𝟏𝟕𝟒 = 𝟎, 𝟖𝟑; 𝒌𝒚 = 𝟏 − 𝒌𝒙 = 𝟏 − 𝟎, 𝟖𝟑 = 𝟎, 𝟏𝟕 𝒎𝒙 = 𝒌𝒙 𝟏𝟒, 𝟐𝟐 = 𝟎, 𝟖𝟑 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟔𝟎; 𝒎𝒚 = 𝒌𝒚 𝝀𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟏𝟕 × 𝟏, 𝟏𝟕𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟎 𝒎𝒙𝒆 = − 𝒌𝒙 𝟖 = − 𝟎, 𝟖𝟑 𝟖 = −𝟎, 𝟏𝟎𝟒 𝐶𝑥 = 1 − 20𝑘𝑥 3𝛼𝑥𝜆2 = 1 − 20 × 0,83 3 × 14 × 1,172 = 0,72 𝐶𝑦 = 1 − 20𝑘𝑦𝜆 2 3𝛼𝑦 = 1 − 20 × 0,17 × 1,172 3 × 8 = 0,81 L2 𝒌𝒙 = 𝟓𝝀𝟒 𝟐 + 𝟓𝝀𝟒 = 𝟓 × 𝟏, 𝟑𝟗𝟒 𝟐 + 𝟓 × 𝟏, 𝟑𝟗𝟒 = 𝟎, 𝟗𝟏 𝒌𝒚 = 𝟏 − 𝒌𝒙 = 𝟏 − 𝟎, 𝟗𝟏 = 𝟎, 𝟎𝟗 𝒎𝒙 = 𝒌𝒙 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟗𝟏 𝟏𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟔𝟓; 𝒎𝒚 = 𝒌𝒚 𝝀𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟗 × 𝟏, 𝟑𝟗𝟐 𝟖 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟐 𝒎𝒙𝒆 = − 𝒌𝒙 𝟖 = − 𝟎, 𝟗𝟏 𝟖 = −𝟎, 𝟏𝟏𝟒 𝐶𝑥 = 1 − 20𝑘𝑥 3𝛼𝑥𝜆2 = 1 − 20 × 0,91 3 × 14 × 1,392 = 0,78 71 𝐶𝑦 = 1 − 20𝑘𝑦𝜆 2 3𝛼𝑦 = 1 − 20 × 0,09 × 1,392 3 × 8 = 0,86 Multiplicadores dos esforços L1 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 7,0 × 6,152 = 264,8; 𝑝𝐿𝑥 2 = 9,0 × 6, 152 = 340,5 L2 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 7,0 × 5,152 = 185,7; 𝑝𝐿𝑥 2 = 9,0 × 5, 152 = 238,8 O cálculo das áreas das charneiras plásticas será baseado no desenho esquemático da Figura AIII.9: 𝑥1 = 0,634𝐿𝑥 𝑦 = 𝑥2 = 0,366𝐿𝑥 𝐴𝐼 = (𝐿𝑦 − 𝑦)𝑥2 𝐴𝐼𝐼 = (𝐿𝑦 − 𝑦)𝑥1 𝐴𝐼𝐼𝐼 = 𝑦𝐿𝑥/2 L1 𝑥1 = 0,634 × 6,15 = 3,90 𝑦 = 𝑥2 = 0,366 × 6,15 = 2,26 𝐴𝐼 = (7,15 − 2,26) × 2,26 = 11,1 𝐴𝐼𝐼 = (7,15 − 2,26) × 3,9 = 19,1 𝐴𝐼𝐼𝐼 = 2,26 × 6,15 2 = 7,0 L2 𝑥1 = 0,634 × 5,15 = 3,27 𝑦 = 𝑥2 = 0,366 × 5,15 = 1,89 𝐴𝐼 = (7,15 − 1,89) × 1,89 = 10,0 𝐴𝐼𝐼 = (7,15 − 1,89) × 3,27 = 17,3 72 𝐴𝐼𝐼𝐼 = 1,89 × 5,15 2 = 4,9 Esforços referentes à carga de serviço: Reações nos apoios: L1 𝑅𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐴𝐼𝐼𝐼 𝐿𝑥 = 7,0 × 7,0 6,15 = 8,0𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐴𝐼 𝐿𝑦 = 7,0 × 11,1 7,15 = 10,9 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐴𝐼𝐼 𝐿𝑦 = 7,0 × 19,1 7,15 = 18,7 𝑘𝑁/𝑚 L2 𝑅𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐴𝐼𝐼𝐼 𝐿𝑥 = 7,0 × 4,9 5,15 = 6,7 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐴𝐼 𝐿𝑦 = 7,0 × 10,0 7,15 = 9,8 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐴𝐼𝐼 𝐿𝑦 = 7,0 × 17,20 7,15 = 16,9 𝑘𝑁/𝑚 Momentos Fletores: L1 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,060 × 264,8 = 15,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,030 × 264,8 = 8,0 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = −0,104 × 264,8 = −27,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑜𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝐶𝑥𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,72 × 15,9 = 11,5 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑜𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝐶𝑦𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,8 × 8,0 = 6,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 L2 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,065 × 185,7 = 11,9 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑦𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = 0,022 × 185,7 = 4,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣𝐿𝑥 2 = −0,114 × 185,7 = −21,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 73 𝑀𝑥𝑜𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝐶𝑥𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,78 × 11,9 = 9,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑜𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝐶𝑦𝑀𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,86 × 4,1 = 3,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Figura AIII.9 Esforços referentes à Combinação Última: Reações nos apoios: L1 𝑅𝑥 = 𝑝𝐴𝐼𝐼𝐼 𝐿𝑥 = 9,0 × 7,0 6,15 = 10,3 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦 = 𝑝𝐴𝐼 𝐿𝑦 = 9,0 × 11,1 7,15 = 14,0 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒 = 𝑝𝐴𝐼𝐼 𝐿𝑦 = 9,0 × 19,1 7,15 = 24,1 𝑘𝑁/𝑚 L2 𝑅𝑥 = 𝑝𝐴𝐼𝐼𝐼 𝐿𝑥 = 9,0 × 4,9 5,15 = 8,6 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦 = 𝑝𝐴𝐼 𝐿𝑦 = 9,0 × 10,0 7,15 = 12,6 𝑘𝑁/𝑚 𝑅𝑦𝑒 = 𝑝𝐴𝐼𝐼 𝐿𝑦 = 9,0 × 17,3 7,15 = 21,8 𝑘𝑁/𝑚 74 Momentos Fletores: L1 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥𝑝𝐿𝑥 2 = 0,060 × 340,5 = 20,5 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦𝑝𝐿𝑥 2 = 0,030 × 340,5 = 10,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝐿𝑥 2 = −0,104 × 340,5 = −35,5 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑜 = 𝐶𝑥𝑀𝑥 = 0,72 × 20,5 = 14,8 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑜 = 𝐶𝑦𝑀𝑦 = 0,81 × 10,3 = 8,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 L2 𝑀𝑥 = 𝑚𝑥𝑝𝐿𝑥 2 = 0,065 × 238,8 = 15,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦 = 𝑚𝑦𝑝𝐿𝑥 2 = 0,022 × 238,8 = 5,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑥𝑒𝑝𝐿𝑥 2 = −0,114 × 238,8 = −27,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑜 = 𝐶𝑥𝑀𝑥 = 0,78 × 15,6 = 12,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑦𝑜 = 𝐶𝑦𝑀𝑦 = 0,86 × 5,3 = 4,6 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Compensação de Momentos Combinação de Serviço 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑀𝑥𝑒1𝑠𝑒𝑟𝑣 + 𝑀𝑥𝑒2𝑠𝑒𝑟𝑣 2 = −27,6 + (−21,2) 2 = −24,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,8max (𝑀𝑥𝑒1𝑠𝑒𝑟𝑣, 𝑀𝑥𝑒2𝑠𝑒𝑟𝑣) = 0,8max (−27,6; −21,2) 𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,8 × (−27,6) = −22,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑴𝒙𝒆𝒔𝒆𝒓𝒗 = −24,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Combinação Última: 𝑀𝑥𝑒 = 𝑀𝑥𝑒1 + 𝑀𝑥𝑒2 2 = −35,5 + (−27,3) 2 = −31,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥𝑒 = 0,8max (𝑀𝑥𝑒1, 𝑀𝑥𝑒2) = 0,8max (−35,5; −27,3) 𝑀𝑥𝑒 = 0,8 × (−35,5) = −28,4 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑴𝒙𝒆 = −𝟑𝟏, 𝟒 𝒌𝑵𝒎/𝒎 Compatibilização dos momentos positivos: 75 O cálculo do momento positivo final pode ser realizado com base na Figura AIII.9. A partir do conceito de semelhança de triângulos deduz-se que: ∆𝑀 = ∆𝑀𝑒 𝑥 𝐿⁄ Para este exercício a laje que apresenta maior momento negativo previamente à compensação é L1. Ações de Serviço: Parcelas de carga na direção x: 𝑝𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑘𝑥𝑝𝑠𝑒𝑟𝑣 = 0,83 × 7,0 = 5,9 𝑘𝑁/𝑚 2 𝑝𝑥 = 𝑘𝑥𝑝 = 0,83 × 9,0 = 7,5 𝑘𝑁/𝑚 2 Posição da seção onde se dá o momento máximo positivo: 𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 𝑅𝑦𝑠𝑒𝑟𝑣 𝑝𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 10,9 5,9 = 1,9 𝑚 𝑥 = 𝑅𝑦 𝑝𝑥 = 14,0 7,5 = 1,9 𝑚 Redução dos momentos negativos mediante a compensação: ∆𝑀𝑥𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣 = 27,6 − 24,4 = 3,2 𝑘𝑁𝑚/𝑚 ∆𝑀𝑥𝑒 = 35,5 − 31,4 = 4,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Aumento no momento positivo: ∆𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 3,2 × 1,9 6,15 = 1,0 𝑘𝑁𝑚/𝑚 ∆𝑀𝑥 = 4,1 × 1,9 6,15 = 1,3 𝑘𝑁𝑚/𝑚 Momento positivo final: 𝑀𝑥𝑠𝑒𝑟𝑣 = 11,5 + 1,0 = 12,5 𝑘𝑁𝑚/𝑚 𝑀𝑥 = 14,8 + 1,3 = 16,1 𝑘𝑁𝑚/𝑚 76 Exercício PIII.5 – Idem, PIII.4 considerando a rigidez à torção da laje. Teoria das Placas A Teoria das Placas Delgadas de Kirchhoff é baseada na Teoria Cássica da Elasticidade, assim, para seu devido entendimento necessário se faz ressaltar algumas entidades de tal complexo de modelagem de aplicação frequente na mecânica do contínuo. O tensor de tensões associado ao elemento o sólido modelo da Figura 45 pode ser definido como sendo: 𝜎 = [ 𝜎𝑥 𝜏𝑥𝑦 𝜏𝑥𝑧 𝜏𝑦𝑥 𝜎𝑦 𝜏𝑦𝑧 𝜏𝑧𝑥 𝜏𝑧𝑦 𝜎𝑧 ] Para o qual x , y e z representam as tensões normais nas direções x, y, e, z, e, xy, xz , yx, yz, zx, zy as componentes de tensões cisalhantes em cuja notação o primeiro índice refere-se ao eixo que lhe é normal e o segundo à direção com respeito ao sistema de eixos coordenados. O tensor correspondente de deformações é expresso na forma: 𝜀 = [ 𝜀𝑥 𝛾𝑥𝑦 𝛾𝑥𝑧 𝛾𝑦𝑥 𝛾𝑦 𝛾𝑦𝑧 𝛾𝑧𝑥 𝛾𝑧𝑦 𝜀𝑧 ] Cujos componentes, Figura 46, são definidos a partir de: 𝜀𝑥 = 𝜕𝑢 𝜕𝑥 ; 𝜀𝑦 = 𝜕𝑢 𝜕𝑦 ; 𝜀𝑧 = 𝜕𝑢 𝜕𝑧 𝛾𝑦𝑥 = 𝛾𝑥𝑦 = 𝛾1+ 𝛾2 = 𝜕𝑣 𝜕𝑥 + 𝜕𝑢 𝜕𝑦 𝛾𝑧𝑥 = 𝛾𝑥𝑧 = 𝜕𝑤 𝜕𝑥 + 𝜕𝑢 𝜕𝑧 ; 𝑒, 𝛾𝑧𝑦 = 𝛾𝑦𝑧 = 𝜕𝑤 𝜕𝑦 + 𝜕𝑣 𝜕𝑧 Conforme a lei de Hooke: 𝜀𝑥 = 1 𝐸 [𝜎𝑥 − 𝜈(𝜎𝑦 + 𝜎𝑧)]; 𝜀𝑦 = 1 𝐸 [𝜎𝑦 − 𝜈(𝜎𝑥 + 𝜎𝑧)] 77 𝜀𝑧 = 1 𝐸 [𝜎𝑧 − 𝜈(𝜎𝑥 + 𝜎𝑦)] 𝛾𝑥𝑦 = 𝜏𝑥𝑦 𝐺 ; 𝛾𝑥𝑧 = 𝜏𝑥𝑧 𝐺 ; 𝛾𝑦𝑧 = 𝜏𝑦𝑧 𝐺 ∴ 𝐺 = 𝐸 2(1 + 𝜈) Figura 45 Figura 46 78 O Modelo de Placas Delgadas de Kirchhoff é aplicável nos casos em que: • As placas são delgadas de modo que sua espessura é muito menor que as demais dimensões; • As deflexões apresentadas correspondentes resultantes das solicitações mediante carregamentos são muito menores que a espessura; • O material constituinte da placa é linear elástico, homogêneo e isotrópico; • As rotações experimentadas pela superfície média da placa são muito menores que 1,0; • As linhas retas e normais à superfície média assim permanecem em virtude das deformações por flexão; • As deflexões significativas são normais ao plano indeformado inicial; e, • As tensões normais à superfície média da placa são pouco significativas. Tomando-se para referência a formulação ordinária do bojo da Teoria Clássica da Elasticidade, a Equação Diferencial da Deflexão do Plano Médio da placa ilustrada na Figura 47 é da forma: 𝝏𝟒𝝎 𝝏𝒙𝟒 + 𝟐 𝝏𝟒𝝎 𝝏𝒙𝟐𝝏𝒚𝟐 + 𝝏𝟒𝝎 𝝏𝒚𝟒 = 𝒑(𝒙, 𝒚) 𝑫 Se : 𝐷 = 𝐸ℎ3 12(1 − 𝜈2) Cuja solução, para placa simplesmente apoiada nos quatro bordos, foi proposta por Navier na forma: 𝒘(𝒙, 𝒚) = ∑ ∑ 𝑾𝒎𝒏𝒔𝒆𝒏 ( 𝒎𝝅𝒙 𝑳𝒙 ) ∞ 𝒏=𝟏 ∞ 𝒎 = 𝟏 𝒔𝒆𝒏 ( 𝒏𝝅𝒚 𝑳𝒚 ) sendo válida se a carga for aproximada mediante a série de Fourier: 𝒑𝒛(𝒙, 𝒚) = ∑ ∑ 𝑷𝒎𝒏𝒔𝒆𝒏 ( 𝒎𝝅𝒙 𝑳𝒙 ) ∞ 𝒏=𝟏 ∞ 𝒎 = 𝟏 𝒔𝒆𝒏 ( 𝒏𝝅𝒚 𝑳𝒚 ) 79 Figura 47 Para os Casos de condições de vinculação dos bordos mais diversas, Lévi propôs solução na forma: 𝜔(𝑥, 𝑦) = ∑ {[𝐴𝑚 + 𝐷𝑚 𝑚𝜋𝑦 𝐿𝑥 ] 𝑐𝑜𝑠ℎ ( 𝑚𝜋𝑦 𝐿𝑥 ) + [𝐵𝑚 𝑚𝜋𝑦 𝐿𝑥 + 𝐶𝑚 ] 𝑠𝑒𝑛ℎ ( 𝑚𝜋𝑦 𝐿𝑥 ) ∞ 𝑚=1 + 𝑊𝑚} 𝑠𝑒𝑛 ( 𝑚𝜋𝑥 𝐿𝑥 ) Para a qual os coeficientes Am, Bm, Cm e Dm dependem das condições de vinculação dos bordos da laje. Os momentos Fletores são dados mediante: 𝑀𝑥 = −𝐷 ( 𝜕2𝜔 𝜕𝑥2 + 𝜈 𝜕2𝜔 𝜕𝑦2 ) 𝑒 𝑀𝑦 = −𝐷 (𝜈 𝜕2𝜔 𝜕𝑥2 + 𝜕2𝜔 𝜕𝑦2 ) O momento torsor é obtido a partir de: 𝑀𝑥𝑦 = −(1 − 𝜈)𝐷 𝜕2𝜔 𝜕𝑥𝜕𝑦 E, os Esforços Cortantes são expressos mediante: 𝑉𝑥 = −𝐷 𝜕 𝜕𝑥 ( 𝜕2𝜔 𝜕𝑥2 + 𝜕2𝜔 𝜕𝑦2 ) 𝑒 𝑉 = −𝐷 𝜕 𝜕𝑦 ( 𝜕2𝜔 𝜕𝑥2 + 𝜕2𝜔 𝜕𝑦2 ) 80 Existem diversas tabelas de parâmetros adimensionais para cálculo de esforços em lajes. Algumas são elaboradas a partir da solução da equação diferencial em sua versão analítica. Outras desenvolvidas a partir do método dos elementos finitos. Os resultados apresentam diferenças associadas ao valor adotado para o coeficiente de Poisson e às aproximações e truncamento da série que define o deslocamento transversal w(x,y). As tabelas
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