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
Solicitaes Tangenciais
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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Solicitaes Tangenciais Transiocomportamento
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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Solicitaes Tangenciais Transiocomportamento
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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Solicitaes Tangenciais Transiocomportamento
Desenvolvimento dafissurao
Passagem docomportamento de viga
para o de trelia
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Solicitaes Tangenciais Transiocomportamento
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)
Solicitaes Tangenciais Transiocomportamento
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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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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Como resolver ?
Armaduras transversais
efetivamente solicitadas(eficazes).
Reduzir a distncia entre estribos.Respeitar os espaamentos
mximos.
Ruptura na presena de armaduras transversais eficazes
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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura na presena de armaduras transversais eficazes
Armadura eficaz
Depende da rea dearmadura empregada
Resistncia garantida ? NO!!
Rupturaocasionada
Resistncia insuficienteda armadura
Ruptura do concreto
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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura na presena de armaduras transversais eficazes
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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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura na presena de armaduras transversais eficazes
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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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura na presena de armaduras transversais eficazes
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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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura por deficincia das ancoragens
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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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura por deficincia das ancoragens
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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Solicitaes Tangenciais Modos de ruptura
Ruptura por deficincia das ancoragens
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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Solicitaes Tangenciais E.L.U.
Peas com armadura transversal
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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Solicitaes Tangenciais E.L.U.
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
Peas com armadura transversal
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Solicitaes Tangenciais E.L.U.
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:
Peas com armadura transversal
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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Solicitaes Tangenciais E.L.U.
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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Solicitaes Tangenciais
Funcionamento de estribos
Estribos perpendiculares ao eixo da pea
Equilbrio do n
no banzo
tracionado
Variaes dastenses na
armadura
longitudinal
evidencia
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Solicitaes Tangenciais Funcionamento de estribos
Estribos perpendiculares ao eixo da pea
Efeito
tridimensional
das bielas
Armadura
longitudinal
horizontal
Dois tipos
de apoio
Aderncia
com o
estribo
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Solicitaes Tangenciais
Funcionamento de estribos
Estribos perpendiculares ao eixo da pea
Inclinao
transversal das
bielas
Fendilhamento da
zona tracionada
Necessidade do ramo
horizontal no banzo
tracionado
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Solicitaes Tangenciais Funcionamento de estribos
Estribos perpendiculares ao eixo da pea
Variao das tenses normais
nas barras longitudinais fora
dos cantos da seo
transversal.
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Solicitaes Tangenciais
Funcionamento de estribos
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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Solicitaes Tangenciais Funcionamento de estribos
Alternativa: barras dobradas
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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Solicitaes Tangenciais
Funcionamento de estribos
Alternativa: barras dobradas
Prescrio da NBR 6118
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