Concreto Armado - Detalhamento e Ancoragem da Armadura Longitudinal em Vigas

Universidade Federal de Pelotas Centro de Engenharias Engenharia Civil e Engenharia Agrícola ESTRUTURAS EM CONCRETO ARMADO AULA 5 Detalhamento da armadura longitudinal ao longo da viga 1 QUANTIDADE DE ARMADURA LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA 𝑨𝒔 𝑴𝒅 𝒛 𝒇 𝒚𝒅 1 QUANTIDADE DE ARMADURA LONGITUDINAL AO LONGO DA VIGA Figura 362 Retirada das barras da armadura de flexão Item 17422 2 ANCORAGEM DA ARMADURA NO VÃO Apostila Libânio USP 3 ADERÊNCIA E ANCORAGEM Trajetórias de compressão direção das bieletas de compressão Trajetórias de tração Força de tração Desenvolvimento da força de tração na barra Comprimento de ancoragem τ1 τ1 admitido constante valor de cálculo Diagrama real das tensões de aderência o Deve haver equilíbrio entre a força na armadura e a resultante das tensões de aderência 0 L sd bd b F R f l 2 4 yd bd b f f l Se a tensão na barra é igual a tensão de escoamento de cálculo do aço menor comprimento necessário para que a barra de aço com tensão igual a fyd possa ser ancorada por aderência fbd é a tensão de aderência de cálculo item 9321 Item 9424 𝑙𝑏 4 𝑓 𝑦𝑑 𝑓 𝑏𝑑 25 4 ANCORAGEM POR ADERÊNCIA fbd resistência de aderência de cálculo fctd valor de cálculo da resistência a tração Item 9321 5 RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA Item 825 5 RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA Item 931 Na concretagem de uma peça tanto no lançamento como no adensamento o envolvimento da barra pelo concreto é influenciado pela inclinação dessa barra Sua inclinação interfere portanto nas condições de aderência Por causa disso a NBR 6118 2014 considera em boa situação quanto a aderência os trechos das barras que estejam com inclinação maior que 45o em relação a horizontal fig 106 a 6 REGIÕES FAVORÁVEIS E DESFAVORÁVEIS QUANTO À ADERÊNCIA Item 9424 e 9425 7 COMPRIMENTO DE ANCORAGEM NECESSÁRIO NO VÃO Área obtida no dimensionamento Item 9411 Item 9425 e item 94261 Carvalho página 234 Atenção 108 GANCHOS DAS ARMADURAS DE TRAÇÃO Os ganchos das extremidades das barras da armadura longitudinal de tração podem ser item 9423 da NBR 6118 2014 semicirculares com ponta reta de comprimento não inferior a 2ϕ Figura 1011a em ângulo de 45º interno com ponta reta de comprimento não inferior a 4ϕ Figura 1011b em ângulo reto com ponta reta de comprimento não inferior as 8ϕ Figura 1011c 8 GANCHOS Para barras lisas os ganchos devem ser semicirculares Vale ressaltar que segundo as recomendações da NBR 6118 2014 as barras lisas deverão ser sempre ancoradas com ganchos Figura 1011 Tipos de ganchos 8 GANCHOS Ainda segundo a NBR 6118 2014 o diâmetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de tração deve ser pelo menos igual ao estabelecido na Tabela 101 Tabela 101 Diâmetros dos pinos de dobramento BITOLA mm CA 25 CA 50 CA 60 20 4 5 6 20 5 8 8 GANCHOS 9461 Ganchos dos estribos Os ganchos dos estribos podem ser a semicirculares ou em ângulo de 45 interno com ponta reta de comprimento igual a 5 φt porém não inferior a 5 cm b em ângulo reto com ponta reta de comprimento maior ou igual a 10 φt porém não inferior a 7 cm este tipo de gancho não pode ser utilizado para barras e fios lisos 8 GANCHOS O diâmetro interno da curvatura dos estribos deve ser no mínimo igual ao valor dado na Tabela 92 9 EXEMPLOS EXEMPLO 1 Calcular o comprimento de ancoragem reto básico para uma barra de aço CA50 e fck20MPa considerando situação de boa aderência 9 EXEMPLOS lb φ4 σsydfbd 25φ item 9424 fbd η1 η2 η3 fctd item 9321 fctd fctkinfγc item 17422 fctkinf 07 fctm item 825 fctm 03 fctk23 fctk 50 MPa item 825 9 EXEMPLOS fcd 07 03 2023 44 1105 MPa η1 225 η2 400 η3 100 fbd 225 400 100 1105 2486 MPa ℓb 1254 500 115 2486 54654 mm 5465 cm 9 EXEMPLOS EXEMPLO 2 Calcular o comprimento de ancoragem de uma barra de diâmetro de considerando região de boa aderência concreto com fck20MPa e terminando com gancho de ângulo reto na extremidade Detalhar o gancho 25 Ø 25 Ø 80 Ø Ø1 Ø F BA Ø2 Ø 3826 cm a barra ancorada com gancho na extremidade F 499 cm b barra com gancho retificado F 5465 cm c barra reta ancorada sem uso do gancho Item 9423 Tabela 91 item 9425 ℓbnec α1 ℓb Ascalc Asef ℓbmin 10 ANCORAGEM NO VÃO ℓg 8φ 2π5φ2 φ24 ℓg 1000 589 1589 cm ℓbnec 07 5465 3825 ℓreto ℓbnec 5φ2 φ 33875 cm ℓtotal ℓg ℓreto 1589 33875 ℓtotal 4978 cm economia ℓb ℓtotal 5465 4978 487 cm 11 ARMADURA DE TRAÇÃO NAS SEÇÕES DE APOIO Item 9424 e 9425 7 COMPRIMENTO DE ANCORAGEM NECESSÁRIO N0 VÃO Área obtida no dimensionamento Item 9411 Item 9425 e item 94261 Carvalho página 234 Atenção 11 ARMADURA DE TRAÇÃO NAS SEÇÕES DE APOIO 18324 Armadura de tração nas seções de apoio Os esforços de tração junto aos apoios de vigas simples ou contínuas devem ser resistidos por armaduras longitudinais que satisfaçam a mais severa das seguintes condições a no caso de ocorrência de momentos positivos as armaduras obtidas através do dimensionamento da seção b em apoios extremos para garantir a ancoragem da diagonal de compressão armaduras capazes de resistir a uma força de tração d onde é a força cortante no apoio e é a força de tração eventualmente existente 11 ARMADURA DE TRAÇÃO NAS SEÇÕES DE APOIO 18324 Armadura de tração nas seções de apoio c em apoios extremos e intermediários por prolongamento de uma parte da armadura de tração do vão Asvão correspondente ao máximo momento positivo do tramo Mvão de modo que Asapoio 13 Asvão se Mapoio for nulo ou negativo e de valor absoluto Mapoio 05 Mvão Asapoio 14 Asvão se Mapoio for negativo e de valor absoluto Mapoio 05 Mvão Item 9425 03𝑙𝑏1010𝑐𝑚 𝑟 55 6 𝑐𝑚 𝐴𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑐 𝑉 𝑑 𝑓 𝑦𝑑 Tabela 91 𝐴𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑐está relacionado com o item18324 No caso b será 13 ANCORAGEM EM APOIO DE EXTREMIDADE o O comprimento de ancoragem nos apoios extremos será dado por item 183241 precisa correção ancoragem c gancho ancoragem reta 𝑙𝑏𝑚𝑖𝑛 183241 Ancoragem da armadura de tração no apoio Quando se tratar do caso de 18324a as ancoragens devem obedecer aos critérios da Figura 183 Para os casos de 18324b e c em apoios extremos as barras das armaduras devem ser ancoradas a partir da face do apoio com comprimentos iguais ou superiores ao maior dos seguintes valores lbnec conforme 9425 r 55 φ onde r é o raio de curvatura dos ganchos conforme definido na Tabela 91 60 mm 13 ANCORAGEM JUNTO AOS APOIOS ancoragem c gancho ancoragem reta 183241 Ancoragem da armadura de tração no apoio Quando houver cobrimento da barra no trecho do gancho medido normalmente ao plano do gancho de pelo menos 70 mm e as ações acidentais não ocorrerem com grande frequência com seu valor máximo o primeiro dos três valores anteriores pode ser desconsiderado prevalecendo as duas condições restantes Para os casos de 18324b e c em apoios intermediários o comprimento de ancoragem pode ser igual a 10 φ desde que não haja qualquer possibilidade de ocorrência de momentos positivos na região dos apoios provocados por situações imprevistas particularmente por efeitos de vento e eventuais recalques Quando essa possibilidade existir as barras devem ser contínuas ou emendadas sobre o apoio 13 ANCORAGEM JUNTO AOS APOIOS 14 Resumo confinamento Confinamento no vão página 35 9411 as ancoragens por aderência devem ser confinadas por armaduras transversais ou pelo próprio concreto considerandose este caso quando o cobrimento da barra ancorada for maior ou igual a 3 e a distância entre barras ancoradas for maior ou igual a 3 página 38 9425 para barras tracionadas com gancho com cobrimento no plano normal ao do gancho Neste caso o confinamento é obrigatoriamente com o concreto página 38 9426 trata de como confinar com armadura transversal Confinamento nos apoios página 35 9411 trechos sobre apoio direto não necessitam confinamento página 35 9411 as ancoragens por aderência devem ser confinadas por armaduras transversais ou pelo próprio concreto considerandose este caso quando o cobrimento da barra ancorada for maior ou igual a 3 e a distância entre barras ancoradas for maior ou igual a 3 página 38 9426 trata de como confinar com armadura transversal 14 Resumo confinamento Figura 16 Diagrama de tensões de aderência na ancoragem reta de barra de aço LEONHARDT e MONNIG 1982 15 EXEMPLOS o EXEMPLO 03 Detalhar a armadura longitudinal na seção longitudinal Fck30 Mpa CA 50 Cnom3 cm Asdim561 cm2 16 10 15 EXEMPLOS Faltou verificar se este escalonamento satisfaz 1832 Faltou apresentar o cálculo de lef Ascalc c ANCORAGEM NO VÃO As colc 561 cm² As1 ef 603 cm² fbd η1 η2 η3 fcd fcd 07 03 30²³ 14 144 MPa itens 17422 9321 fbd 225 x 1 x 1 x 144 324 MPa itens 9321 COMPRIMENTO BÁSICO DE ANCORAGEM itens 9425 lb φ4 fydfbd lb 164 500115324 54 cm 54 25φ ok COMPRIMENTO MÍNIMO DE ANCORAGEM lbmin 03 lb 03 x 54 162 10φ 10 x 16 16 cm 100 mm 10 cm lbmin 162 cm COMPRIMENTO DE ANCORAGEM RETA lbnec α1 lb As0colcAs1ef α11 lbnec 1 x 54 x 561603 5023 cm lbnec lbmin OK 15 EXEMPLOS a ANCORAGEM NOS APOIOS DE EXTREMIDADE Vk Pk l 2 20 x 6 2 60 kN Vd 14 Vk 84 kN Ascolc ac d Vd fyd fazendo ac d Ascolc Vd fyd 0084 500 115 0000193 m2 ou 193 cm2 Asef 2 x 201 402 cm2 15 EXEMPLOS comprimento de ancoragem reta considerando duas barras chegando aos apoios Asef 2 x 201 402 cm2 lbmec α1 lb Ascolc Asef lbmec 1 x 54 x 193 402 2592 cm lbmin 162 cm lbmec lbmin OK comprimento disponível para fazer a ancoragem é a largura da pilar menos Cnom lbdisp 20 3 17 cm lbmec lbdisp então vamos tantos ancoragem com gancho lbmec 07 054 x 193 402 1814 cm lbmin R 55 φ 8φ 128 cm 6cm lbmin 13 cm lbmec 1814 cm 15 EXEMPLOS Observar que lbnec é menor do que lbmin Também devemos observar que lbmin é menor do que lbdisp Então devemos usar lbmin 15 EXEMPLOS o EXEMPLO 04 480 cm 20 20 40 15kNm 5m 20 cm 36 4 4 25 cm concreto fck 20 MPa armadura longitudinal CA50 estribos aço CA60 15 EXEMPLOS Mk4688 kNm Vk375 kN Esforços solicitantes de serviço 15 EXEMPLOS Exercício Ancoragem em Apoio Considere uma viga biapoiada de seção retangular 20X55 classe de agressividade ambiental I C25 CA50 e t 63 O dimensionamento a flexão usando altura útil d 50 cm resultou em 3 125 Sabendose que o esforço cortante Vd nas seções de apoio é 50 kN informe qual a menor largura de apoio possível o EXEMPLO 05 16 EMENDA DE ARMADURAS As barras de aço apresentam usualmente um comprimento próximo a 12 m Em pilares e em elementos estruturais com comprimento superior a 12 m é necessário fazer emenda das barras segundo um dos tipos a por traspasse ou transpasse bpor luvas rosqueadas ou prensadas cpor solda dpor outros dispositivos devidamente justificados 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse No caso de emenda de barras por transpasse a emenda é feita pala simples justaposição longitudinal das barras num comprimento de emenda bem definido como mostrado na Figura 22 e na 23 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse As barras a serem emendadas devem ficar próximas entre si numa distância não superior a 4 Ø 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Proporção de barras emendadas em uma mesma seção Comprimento de trespasse da barra de maior diâmetro 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Proporção de barras emendadas em uma mesma seção 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Comprimento de trespasse de barras isoladas tracionadas 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Comprimento de trespasse de barras isoladas tracionadas 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Comprimento de trespasse de barras isoladas tracionadas 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Comprimento de trespasse de barras isoladas comprimidas 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Armadura transversal nas emendas por trespasse de barras isoladas o Armadura principal tracionada 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Armadura transversal nas emendas por trespasse de barras isoladas o Armadura principal tracionada 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Armadura transversal nas emendas por trespasse de barras isoladas o Armadura principal comprimida 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Armadura transversal nas emendas por trespasse de barras isoladas o Armadura secundária A armadura transversal deve obedecer ao estabelecido em 9426 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Exemplo 6 Calcule o comprimento de traspasse sem gancho a armadura transversal da emenda e estude a disposição das armaduras longitudinal e transversalmente a partir dos dados apresentados considerando que será necessário emendar todas as barras Dados Todas as barras são da armadura principal e estão tracionadas Ascalc 75 cm² armadura de tração de viga fletida Asef 4 φ 16 mm 80 cm² aço CA50 barras nervuradas alta aderência dispostas isoladamente sem feixe aço CA50 na armadura transversal fck 25 Mpa bw 18 cm h 45 cm seção transversal da viga φ 16 mm φt 63 mm Cnom 25 mm condição de aderência boa diâmetro máximo do agregado 19 mm 16 EMENDA DE ARMADURAS o Emenda por transpasse o Exemplo 7 Projetar a emenda de 100 das barras