estruturas de betão armado i 8

19 Pages·2006·1.09 MB·Portuguese

by  Válter Lúcio

EESSTTRRUUTTUURRAAEESS DDSSEE BBTTEETTRRÃÃOOUU AARRTTMMAAUUDDOO RRII AASS DDEE BBEETTÃÃOO AARRMMAADDOO II ffcctt--UUNNLL
88 –– DDIISSPPOOSSIIÇÇÕÕEESS CCOONNSSTTRRUUTTIIVVAASS
RREELLAATTIIVVAASS AA VVIIGGAASS
PPRROOGGRRAAMMAA
1.Introdução ao betão armado
2.Bases de Projecto e Acções
3.Propriedades dos materiais: betão e aço
4.Durabilidade
5.Estados limite últimos de resistência à tracção e à compressão
6.Estado limite último de resistência à flexão simples
7.Estado limite último de resistência ao esforço transverso
88..DDiissppoossiiççõõeess ccoonnssttrruuttiivvaass rreellaattiivvaass aa vviiggaass
9.Estados limite de fendilhação
10.Estados limite de deformação
11.Estados limite últimos de resistência à flexão composta com esforço normal
e à flexão desviada
12.Estados limite últimos devido a deformação estrutural
13.Disposições construtivas relativas a pilares e paredes
14.Estado limite último de resistência à torção
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11.. AASSPPEECCTTOOSS GGEERRAAIISS
1. Introdução
2. Distância entre varões
3. Diâmetros admissíveis para a dobragem de varões
4. Aderência aço-betão
5. Amarração
6. Emenda de varões
7. Agrupamentos de varões
11.. IInnttrroodduuççããoo
Produção de armaduras para
betão armado:
a. desenhos do projecto
- as peças de betão armado
são pormenorizadas à escala MATERIAIS:
BETÃO C30/37 AÇO A500NR
Rec.: c=30mm Escala 1:10
1:10 ou 1:20;
b. preparação de obra
- cada uma das armaduras é
desenhada pelo “preparador
de obra” à escala 1:10;
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c. no “armador de ferro”, as MÁQUINA DE CORTE
DE ARMADURAS
armaduras são cortadas com o
comprimento especificado;
d. e dobradas com a forma
definida nos desenhos;
MÁQUINA DE DOBRAGEM MANDRIL DE DOBRAGEM
DE ARMADURAS DE ARMADURAS
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e. as armaduras são montadas e atadas, utilizando “arame de atar”;
ESTALEIRO DE
MONTAGEM DE
ARMADURAS
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f. e posteriormente colocadas na cofragem, com “espaçadores” que garantem o
recobrimento especificado.
MONTAGEM DAS
MONTAGEM DAS ARMADURAS DE UM MURO
ARMADURAS DE UMA DE SUPORTE DE TERRAS
PAREDE
ESPAÇADORES
ARMADURAS DE UMA
CONSOLA CURTA
ARMADURAS DE UM PILAR
Válter Lúcio Abril 2006 PRÉ-FABRICADO 5
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22.. DDiissttâânncciiaa eennttrree vvaarrõõeess
A distância entre varões deve permitir a betonagem e a
compactação do betão.
A distância livre entre varões paralelos s não deve ser s
inferior a:
s ≥ máximo { φ ; d + 5mm; 20mm} φ
g
onde d é a dimensão máxima do agregado.
g
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33.. DDiiââmmeettrrooss aaddmmiissssíívveeiiss ppaarraa aa
ddoobbrraaggeemm ddee vvaarrõõeess
MANDRIL DE DOBRAGEM
O diâmetro mínimo de dobragem dos DE ARMADURAS
varões (diâmetro do mandril usado na
máquina de dobragem) deve ser tal que:
• não provoque fendas no varão;
φ
5
≥
0º
1 5 gancho
≥
Para evitar danos no varão
≥ 5φ φ cotovelo Diâmetro Diâmetro mínimo do
m
do varãoφ mandril -cotovelos,
ganchos e laçosφ
m
≤16mm 4φ
laço >16mm 7φ
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O diâmetro mínimo de dobragem dos varões MANDRIL DE
DOBRAGEM DE
(diâmetro do mandril usado na máquina de
ARMADURAS
dobragem) deve ser tal que:
• não provoque rotura do betão situado no
interior da dobra.
F
bt
σ
c
φ
m
φ ≥ F [1/a +1/(2φ)] / f
F a a a m bt b cd
bt b b b
F é a força resistente de um varão e a é metade da
bt b
distância entre eixos de varões adjacentes, ou o Não é necessário verificar o
recobrimento adicionado de metade do diâmetro do diâmetro do mandril para a rotura
varão, caso este esteja junto a um paramento. do betão, se:
• a amarração necessária não
φ / φ para evitar a rotura do betão, para A500
m ultrapassar 5φ para além da
a C20/25C25/30C30/37C35/45C40/50C45/55C50/60≥C55/67
b
extremidade curva;
2φ 26 20 17 15 13 11 10 9
3φ 21 17 14 12 11 9 9 8 • o varão não esteja junto a um
4φ 19 15 13 11 10 9 8 7 bordo e exista um varão
5φ 18 14 12 10 9 8 7 7 transversal com diâmetro ≥φ no
Válter Lúcio Abril 2006 interior da curva; 8
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44.. AAddeerrêênncciiaa eennttrree ooss vvaarrõõeess ee oo bbeettããoo
f = 2.25 η η f f
bd 1 2 ctd b
f é o valor de cálculo da tensão de rotura da
bd
aderência entre o varão e o betão F
s
f é o valor de cálculo da resistência do betão
ctd
à tracção f = f / (γ =1.5)
ctd ctk,0.05 c
η = 1.0 para condições de Classes de resistência do betão
1
“boa aderência” (MPa) C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60
= 0.7 para outros casos fctk, 0,05 1.5 1.8 2 2.2 2.5 2.7 2.9
η = 1.0 para φ ≤ 32mm fctd 1.0 1.2 1.3 1.5 1.7 1.8 1.9
2
= (132- φ)/100 para φ > 32mm fbd 2.3 2.7 3.0 3.3 3.8 4.1 4.4
(Valores de f para η = η = 1.0)
Direcção da bd 1 2
betonagem
α
250 h> 250mm
Condições de
mm
45º ≤ α ≤ 90º “boa” aderência
300 Condições de
mm
“fraca” aderência
h≤ 250mm h > 600mm
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55.. AAmmaarrrraaççããoo ddooss vvaarrõõeess aaoo bbeettããoo TIPOS DE AMARRAÇÕES
φ
5
COMPRIMENTO DE AMARRAÇÃO ≥
0º
1 5 gancho
≥
Comprimento de amarração necessário (required)
l
bd
≥ 5φ φ cotovelo
m
fbd φ Fs lbd
laço
l
b,req
l
σ (πφ2 /4) = l (π φ) f bd
sd b,req bd φ≥0.6φ ≥5φ
t
com varão
transversal
força no força transmitida por aderência
varão na superfície de contacto do l soldado
bd
varão com o betão
l = φ /4 (σ / f )
b,req sd bd
l
bd
F
podemos considerar σ A = A f bt
sd s,prov s,req yd
A área de armadura necessária pelo cálculo
s,req
A (≥ A ) área de armadura colocada
s,prov s,req
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COMPRIMENTO DE AMARRAÇÃO DE CÁLCULO l = α l
bd b,req
varões rectos: c = min ( a/2, c , c)
d 1
cotovelos ou ganchos: c = min ( a/2, c )
a d 1
laços: c = c
d α = α α α α α
c α2· α3· α4 ≥ 0.7 1 2 3 4 5
Varões traccionados: l = max {0.3 l ; 10φ; 100mm}
bd,min b,req
c
1
Varões comprimidos: l = max {0.6 l ; 10φ; 100mm}
bd,min b,req
Factor de influência Armadura para betão armado
Tipo de amarração
Traccionada Comprimida
α - Forma dos varões Recta α = 1,0 α = 1,0
1 1 1
α = 0,7 se c >3φ
Outra, não recta 1 d α = 1,0
caso contrário α = 1,0 1
1
α2 - Recobrimento das armaduras Recta α2 = 1 –0,15 (cd–φ)/φ ≥0,7 ≤1,0 α2 = 1,0
Outra, não recta α = 1 –0,15 (c –3φ)/φ ≥0,7 ≤1,0 α = 1,0
2 d 2
α3 - Cintagem com armaduras transv. Todos os tipos α3 = 1 –Kλ ≥0,7 ≤1,0 α3 = 1,0
não soldadas àarmadura principal
α4 - Cintagem com armaduras Todos os tipos, α4 = 0,7 α4 = 0,7
transversais soldadas
α5 - Cintagem por compressão Todos os tipos α5 = 1 –0,04p ≥ 0,7 ≤ 1,0 -
transversal
p - pressão transversal [MPa] no estado limite último ao longo de l
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COMPRIMENTO DE AMARRAÇÃO DE CÁLCULO
Comprimento de amarração de cálculo l
bd
C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60
A400 39 32 29 26 23 21 20
(27) (23) (20) (18) (16) (15) (14)
A500 48 40 36 33 29 27 25
(34) (28) (25) (23) (20) (19) (17)
(α = 0.7)
F
s
laço
recto
(tracção)
lbd= lb,req Fs Fs
5 φ lbd= 0.7 lb,req
≥
5 0º gancho
1
≥ gancho (compressão)
F
F (tracção) l = l s
s bd b,req
l = 0.7 l
bd b,req cotovelo
se c >3φ
d (compressão)
F
l =l s
≥ 5φ bd b,req
cotovelo
φ≥0.6φ
t ≥5φ
(tracção)
F com varão
lbd= 0.7 lb,req s F transversal
Válter Lúcio Abril 2006 se cd >3φ lbd= 0.7 lb,req s soldado 12
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AMARRAÇÃO DE ARMADURAS DE ESFORÇO TRANSVERSO E DE CINTAS
≥ 5φ ≥ 5φ
≥50mm ≥70mm
φ φ
t t
gancho cotovelo
estribo ou
Amarração de cinta
cinta
com cotovelo em pilar
≥10mm ≥10mm
≥ 2φ
≥20mm
com varões
transversais ≤50mm
φ≥1.4φ
soldados t
(rec.≥(3φ;50mm) φ≥0.7φ
t
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RROOTTUURRAA PPOORR FFAALLHHAA DDAA AAMMAARRRRAAÇÇÃÃOO DDAASS AARRMMAADDUURRAASS LLOONNGGIITTUUDDIINNAAIISS
Rotura por aderência
M
- fenda longitudinal -
+
+
V
F = V 0.5 cotgθ -
S
SOLUÇÃO
l CORRECTA
bd
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66.. EEmmeennddaa ddee vvaarrõõeess
A transmissão de forças de um varão para outro dentro do betão, pode ser
efectuada por:
• soldadura;
• dispositivos mecânicos;
• sobreposição de varões, com ou sem cotovelos ou ganchos.
Emenda por
sobreposição
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EMENDA POR SOLDADURA
5φ 5φ 5φ
≤ 1.4φ
φ
5φ 5φ ≤ 0.85φ
φ
5φ 5φ
Soldadura de topo
φ≥20mm
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EMENDA COM DISPOSITIVOS MECÂNICOS
Porca e rosca no varão
sistema BBR Swift
Porca e
varão com
nervuras em
forma de rosca
(com contra porca)
Sistema GEWI da Dywidag
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EMENDA COM DISPOSITIVOS MECÂNICOS
Sistema Halfen
Estes sistemas têm que ser
testados experimentalmente e
a rotura deve ocorrer pelo
varão e não ser condicionada
pela emenda.
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EMENDA POR SOBREPOSIÇÃO DE VARÕES
As emendas de varões por sobreposição devem ser afastadas entre si, e
afastadas de zonas de esforços elevados:
• não devem ser feitas emendas nas zonas de ligação das vigas aos pilares
por aí surgirem os máximos esf. transversos e momentos negativos, e
elevados esforços sísmicos (acções cíclicas) nem nas zonas de meio vão
onde os momentos positivos são máximos.
• não devem ser efectuadas emendas nos pilares nas zonas dos nós de
ligação às vigas, por ser nas extremidades dos pilares que se situam os
máximos momentos e surgem forças cíclicas elevadas durante a acção dos
sismos.
Comprimento de sobreposição l
0
l = α l ≥ l
0 b,req 0,min
l
0
α = α α α α α
1 2 3 5 6
Zonas onde não devem ser efectuadas emendas
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l
COMPRIMENTO DE SOBREPOSIÇÃO
0 l = α l ≥ l
0 b,req 0,min
α = α α α α α
1 2 3 5 6
α α α e α podem ser obtidos do quadro de cálculo de l
1 2 3 5 bd
α = (ρ /25)0.5 1.0 ≤ α ≤1.5 , ρ é a percentagem de varões emendados a uma
6 1 6 1
distância inferior a 0.65 l da secção média da sobreposição
0
ρ ≤25% 33% 50% >50%
1
α 1.0 1.15 1.4 1.5
6
2 varões dentro de
0.65 l , logo ρ =50% l
0 1 0
0.65 l 0.65 l
0 0
l = max {0.3 α l ; 15φ; 200mm}
0,min 6 b,req
Válter Lúcio Abril 2006 20