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As vigas são elementos estruturais "lineares em que a flexão é preponderante." (NBR 6118, 2014, p.83). Por elemento linear, entende-se que a viga é...

As vigas são elementos estruturais "lineares em que a flexão é preponderante." (NBR 6118, 2014, p.83). Por elemento linear, entende-se que a viga é uma peça em que uma das suas dimensões (em geral o comprimento) é significativamente maior que as dimensões da seção transversal (largura e espessura), superando estas dimensões em pelo menos três vezes e podendo também ser denominado de elemento tipo "barra". De modo geral, a preferência dos projetistas e engenheiros civis é de que estas vigas tenham suas dimensões de seção transversal compatibilizadas com o projeto arquitetônico, sendo embutidas nas paredes de alvenaria com finalidade de que a divisão entre elemento de concreto armado e elemento de alvenaria cerâmica não possam ser percebidas visualmente pelo usuário. Para tanto, a largura das vigas de concreto armado deve ser menor que espessura final da parede, o que, obviamente, depende das dimensões e da posição de assentamento das unidades cerâmicas que formarão a parede (tijolo maciço, bloco vazado com 2, 4, 6 ou 8 furos, bloco estrutural, etc.). Deve-se pensar também na espessura dos revestimentos argamassados (emboço e reboco), em ambas as faces da parede. Comercialmente, há uma infinidade de blocos para paredes de vedação, com dimensões e materiais variados, porém, é mais comum a utilização de blocos cerâmicos vazados com seis como ou oito furos. Antes de definir a largura da seção transversal da viga é necessário, portanto, escolher o tipo e as dimensões dos blocos cerâmicos, considerando também a posição em que o bloco será assentado na parede. Com relação à altura das vigas, esta dimensão depende de diversos fatores, sendo que os mais importantes são: o vão a ser vencido pela viga, o tipo e a intensidade do carregamento imposto e a resistência do concreto armado. A altura deve ser suficiente para proporcionar resistência mecânica e baixa deformação. Além disso, a armadura de uma viga de seção retangular deve ser concebida não somente para que a viga resista aos esforços solicitantes mas também para que, em caso de aumento de cargas, haja falha dúctil do elemento estrutural. Com base nas premissas de cálculo e nos dados técnicos do elemento estrutural a seguir, dimensione a armadura principal "As" (longitudinal) de uma viga submetida à flexão simples por meio das equações com Coeficientes K: concreto C25 c = 2,5 cm aço CA-50 t = 6,3 mm h = 50 cm concreto com brita 1 bw = 17 cm Mk = - 10.000 kN.cm (momento fletor negativo no apoio da viga)

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Para dimensionar a armadura principal "As" (longitudinal) de uma viga submetida à flexão simples por meio das equações com Coeficientes K, é necessário seguir os seguintes passos: 1. Calcular a altura útil da seção transversal da viga, que é d = h - c/2 = 48,75 cm. 2. Calcular o braço de alavanca da força resultante de compressão, que é z = 0,9d = 43,875 cm. 3. Calcular o momento resistente da seção transversal da viga, que é MRd = 0,87fyAs(z - 0,42x)/γs + 0,38fckbx(d - 0,4x)/γc, onde fy é a resistência característica do aço CA-50, As é a área da armadura longitudinal, x é a posição da linha neutra, b é a largura da seção transversal da viga, fck é a resistência característica do concreto C25, γs e γc são os coeficientes parciais de segurança para o aço e o concreto, respectivamente. 4. Calcular o coeficiente K para a armadura longitudinal, que é K = MRd/Mk = 0,87fyAs(z - 0,42x)/(γsMk) + 0,38fckbx(d - 0,4x)/(γcMk). 5. Escolher um valor para x, que pode ser obtido por meio de uma análise gráfica ou por meio de uma equação de segundo grau. 6. Calcular a área da armadura longitudinal, que é As = K(Mk/gamaS)/(0,87fy(z - 0,42x)). Substituindo os valores fornecidos, temos: 1. d = h - c/2 = 48,75 cm. 2. z = 0,9d = 43,875 cm. 3. MRd = 0,87fyAs(z - 0,42x)/γs + 0,38fckbx(d - 0,4x)/γc = 1,16As(x - 21,25)/γs + 0,38x(17)(48,75 - 0,4x)/γc. 4. K = MRd/Mk = (1,16As(x - 21,25)/γs + 0,38x(17)(48,75 - 0,4x)/γc)/(-10.000/1,4) = -0,000116As(x - 21,25) - 0,000130x(48,75 - 0,4x). 5. Escolhendo x = 25 cm, temos: K = -0,000116As(25 - 21,25) - 0,000130(25)(48,75 - 0,4(25)) = -0,000116As(3,75) - 0,000130(25)(33) = -0,000435As - 0,010125. 6. As = K(Mk/gamaS)/(0,87fy(z - 0,42x)) = (-0,000435(-10.000/1,4))/(0,87(5.000)(43,875 - 0,42(25))) = 1,28 cm². Portanto, a área da armadura principal "As" (longitudinal) da viga é de 1,28 cm².

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