Parte 2-1 - Solicitacoes Tangenciais - Vigas

7/26/2019 Parte 2-1 - Solicitacoes Tangenciais - Vigas

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PEC 1116 CONCRETO ESTRUTURAL II

PARTE 2

SOLICITAES TANGENCIAIS NOCONCRETO ESTRUTURAL

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Captulo 7 - Vigas de concreto armado

Captulo 8 - Analogias de trelia

Captulo 9 - Peas de concreto armado com armadura de

cisalhamento

Captulo 10 - Peas sem armadura de cisalhamento

Captulo 11 - Toro em peas de concreto estrutural

Captulo 12 - Toro em regime de ruptura

Solicitaes Tangenciais


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7.1 Modelo resistente de trelia

7.2 Transio do comportamento de viga para o de trelia

7.3 Modos de ruptura

7.4 Estados limites ltimos7.5 Funcionamento de estribos


Captulo 7 - Vigas de concreto armado

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7.1 Modelo resistente de trelia

Vigas de concretoarmado submetidas

flexo

Disporarmaduras

Atender requisitos demomentos fletores e

foras cortantes

Ocorrncia de doismodelos de

comportamento dapea

Comportamentode viga

Comportamentode trelia

Solicitaes Tangenciais ModelosResistentes


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Tipos de armaduras

Barras corridas: absorver tenses de trao devidas

flexo (detalhadas em toda extenso da viga);

Cavaletes (barras dobradas)

Trechos inclinados: parte da armadura para absorvertenses de trao provenientes do cisalhamento

Trechos longitudinais: armadura de flexo

Solicitaes Tangenciais Modelos

Resistentes

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Tipos de armaduras

Estribos: principal armadura transversal resistente

s tenses de trao provenientes do cisalhamento.

Solicitaes Tangenciais ModelosResistentes

Porta estribos ancoragem dos estribos.


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Solicitaes Tangenciais Modelos Resistentes

Vigas no estadofissurado (Estdio II)

Funcionamentosemelhante a uma trelia

Concreto entre fissuras

Bielas comprimidas

Armaduras transversais

Tirantes de ligao entreos banzos da trelia

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7.2 Transio do comportamento de viga para o de trelia

Estgios iniciais do carregamento: vigas de concreto

armado semelhante a vigas de alma cheia de materialhomogneo;

Treliano existe desde o incio docarregamento, s a partir de

determinado instante

Mecanismos resistentes ao cisalhamento avaliados

aps ocorrncia de fissurao

Solicitaes Tangenciais Transiocomportamento


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Vigas concretoarmado

Obrigatrio o empregode estribos (item

17.4.1.1 da NBR 6118)

S interessa mecanismosresistentes ao

cisalhamento aps essetipo de fissurao

Evitar rupturafrgil

Estribos mnimos para

evitar ruptura frgil

Ocorrncia de fissuraodevida flexo da viga

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Ruptura frgil Compresso doconcreto

possveldimensionar vigas

sem estribos ?

Sob uma abordagemconceitual: sim

Sob o aspecto da seguranaestrutural: NO!!!

Ruptura solicitaesnormais

Ruptura por trao doconcreto: frgil


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Desenvolvimento dafissurao

Passagem docomportamento de viga

para o de trelia

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Estgios de intensafissurao

Comprometimento daintegridade das bielas

Limitao da compressonas bielas no ELU

Garantia que o ELU de solicitaestangenciais no seja alcanadoantes do ELU de solicitaes

normais

Garantia de rupturadctil e no frgil(compresso da

biela de concreto)


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Emprego de armaduratransversal mnima

Limitao da compressonas bielas no ELU

Ruptura se d no ELUde solicitaes

normais e no porcompresso das

bielas (frgil)


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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura

7.3 Modos de rupturaClassificados da seguinte maneira:

Ruptura na ausncia de armaduras transversais eficazes

Ruptura na presena de armaduras transversais eficazes

Ruptura por deficincia das ancoragens

Falta de armadurainterceptando superfcie

de fratura

Dependncia com resistncia trao do concreto e outros

fenmenos resistentesassociados


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Como resolver ?

Armaduras transversais

efetivamente solicitadas(eficazes).

Reduzir a distncia entre estribos.Respeitar os espaamentos

mximos.


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Armadura eficaz

Depende da rea dearmadura empregada

Resistncia garantida ? NO!!

Rupturaocasionada

Resistncia insuficienteda armadura

Ruptura do concreto


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Ruptura por foracortante - compresso

Compresso das bielas de concreto.Segurana garantida com a limitao da

tenso tangencial atuante.

Ruptura por foracortante - trao

Trao da armadura transversal.Segurana garantida pelo emprego de

quantidade suficiente de armadura.

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Ruptura por foracortante - flexo

Interao fora cortante momento fletor (cargasconcentradas elevadas). Fissuras diagonais

passando pelo banzo comprimido da pea fletida.

Resultados experimentais: estado mltiplo detenses que pode dobrar as intensidades

teoricamente obtidas.


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Ruptura por flexo daarmadura longitudinal

Elevadas tenses de flexo provenientesdas bielas diagonais de concreto. Origemnos estribos: ancoragem deficiente ou

espaamento excessivo.

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Tenses longitudinais decisalhamento na interface

concreto armadura

Desligamentosignificativo entre os

materiais: deixa de serconcreto armado

Possvel fendilhamentolongitudinal do concreto

Extremidades e trechos retos dearmaduras longitudinais com

variao brusca de momento fletor

Detalhamentoadequado


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Variao das tenses de aderncia em vigas de concreto armado:Macgregor (1988)

Concreto entre fissuras

Cisalhamento interface

Tenses na armadura

Diagrama de momentos

Viga fissurada

Figuras extradas da Tese de Doutorado deTatiana Bittencourt Dumet (EESC/USP 2003)

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Ensaio de arrancamento padro: MacGregor (1988). Muito utilizadoat hoje e praticamente o nico ensaio at a dcada de 50.

Figura extrada da Tese de Doutorado de Tatiana Bittencourt Dumet(EESC/USP 2003).


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Solicitaes Tangenciais E.L.U.

7.4 Estados l imites l timos de solic itaes tangenciaisDuas situaes a considerar:

Lajes sem armadura transversal

Peas com armadura transversal

Lajes sem armadura

transversal

Risco de ruptura proveniente

das tenses diagonais de trao

Definio de um ELU

convencional: wd Rd1

wd: tenso de cisalhamento calculada

convencionalmente

Rd1: tenso limite de cisalhamento

previamente especificada

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Estado limite ltimo fora cortante compressoA existncia convencional desse ELU se dar quando a tenso

convencional de cisalhamento ( wd) superar certo valor resistente ( Rd2)

Condio de segurana estabelecida em termos

da fora cortante: VSd VRd2


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Estado limite ltimo fora cortante traoA existncia convencional desse ELU se dar quando a tenso

de trao na armadura transversal atinge o valor de sua resistncia

de clculo trao (fywd).

anterior ruptura real da armadura (escoamento), sendo a

condio de segurana garantida pela efetiva existncia de

armaduras que possam suportar os esforos de clculo com tenses

inferiores resistncia de clculo fywd.

Condio de segurana estabelecida em termos

da fora cortante: VSd VRd3 = Vsw + Vc


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Estado limite ltimo de escorregamento das ancoragens e

de perda de adernciaA existncia convencional desse ELU se associa ineficincia

da ancoragem das armaduras tracionadas nos locais com

possibilidade de escorregamento.

A condio de segurana estabelecida pela seguinte equao:


bd

yd

bf

fl

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sendo: (dimetro da barra); fyd(valor de clculo da

resistncia trao); fbd(valor de clculo da resistncia

de aderncia).


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Tendo em vista a multiplicidade de modos de ruptura decorrentes das

foras-cortantes e considerando que muitos desses modos podem acarretar o

colapso no avisado das estruturas, no dimensionamento de peas de concreto

estrutural, sempre devero ser tomadas todas as cautelas necessrias a fim de

que as solicitaes tangenciais no sejam condicionantes da runa e, portanto,

no diminuam a resistncia das peas calculadas em funo das solicitaes

normais.

Desse modo, adota-se como princpio fundamental de segurana que

as peas de concreto estrutural possuam dimenses e armaduras tais que, naeventualidade de sobrevir a runa, ela decorra dos efeitos das solicitaes

normais, pois, nessas condies, a runa quase sempre poder ser de natureza

avisada, sem que haja risco de perda de vida humana.

FUSCO, P. B. Estruturas de Concreto Solicitaes Tangenciais (pg.108)

Princpio fundamental de segurana em relao s solicitaes

tangenciais

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Solicitaes Tangenciais Funcionamento de estribos

7.5 Funcionamento de estribosDuas situaes a considerar:

Estribos perpendiculares ao eixo da pea

Estribos inclinados

Alternativa: barras dobradas

Biela de concreto

Armadura

longitudinal

apoio

Estribo

apoioancoragem

Porta estribo


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Funcionamento de estribos


Equilbrio do n

no banzo

tracionado

Variaes dastenses na

armadura

longitudinal

evidencia

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Efeito

tridimensional

das bielas

Armadura

longitudinal

horizontal

Dois tipos

de apoio

Aderncia

com o

estribo


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Inclinao

transversal das

bielas

Fendilhamento da

zona tracionada

Necessidade do ramo

horizontal no banzo

tracionado

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Variao das tenses normais

nas barras longitudinais fora

dos cantos da seo

transversal.


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Estribos inclinados

Direo dos estribos inclinados: 45 90 , garantindo seu

posicionamento na direo geral dos esforos diagonais de trao.

Tpicos a

considerar

para o

emprego

Integridade do

cobrimento,

dificuldades

construtivas e

eficincia terica

no comprovadaexperimentalmente

Utilizao pouco

recomendvel

Solicitao

cobrimento

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Perda da eficincia da

armadura

Hoje em dia seu emprego est

praticamente proscrito

Foram consideradas como sendo

as armaduras mais eficientes para

resistir aos esforos diagonais

Excessiva concentrao de

tenses nas bielas diagonais

Tendncia de fendilhamento do

concreto no plano dos cavaletes


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Prescrio da NBR 6118

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