2380_896

Facear – Concreto Estrutural II

Aula – Armadura para pilares

Prof. Kirke Andrew Wrubel Moreira

1

1. ASSUNTOS DA AULA

Detalhamento de armaduras para pilares e vigas

2. INTRODUÇÃO:

Nessa aula, serão apresentados os detalhamentos de armaduras para pilares e vigas em concreto armado. O objetivo é poder determinar após o calculo da área de armadura, a quantidade necessária de aço em função da bitola escolhida para o projeto ou para a estrutura.

3. DIMENSÃO MÍNIMA DE PILARES

Conforme já visto em aulas anteriores, a menor dimensão da seção transversal do pilar não deve ser inferior a 19 cm. Esta recomendação visa evitar um comportamento inaceitável para os elementos estruturais e propiciar condições adequadas de execução.

Em casos especiais, permite-se que a menor dimensão do pilar esteja compreendida entre 19 cm e 12 cm. Neste casos, deve-se multiplicar os esforços finais de cálculo empregados no dimensionamento dos pilares por um coeficiente adicional γn, de acordo com a tabela 1, já mostrada em aulas anteriores.

Já o cobrimento mínimo de armaduras, deverão respeitar as classes de agressividade do ambiente de acordo com a NBR 6118/2007.

4. ARMADURAS LONGITUDINAIS

A NBR 6118:2003, no item 18.4.2.2, estabelece que as armaduras longitudinais devem ser dispostas de forma a garantir a adequada resistência do elemento estrutural. Em seções poligonais, deve existir pelo menos uma barra em cada vértice dos estribos; em seções circulares, no mínimo seis barras distribuídas ao longo do perímetro. A figura abaixo apresenta o número mínimo de barras para alguns tipos de seção.

Para garantir boa concretagem, é necessário que o concreto tenha um mínimo de espaço para passar entre as armaduras longitudinais. Por esse motivo impõem-se limitações ao espaçamento livre entre as barras da armadura




2

longitudinal (a), o qual deve ser igual ou superior ao maior dos seguintes valores:

Quando estiver previsto no plano de execução da concretagem o adensamento através de abertura lateral na face da fôrma, o espaçamento das armaduras deve ser suficiente para permitir a passagem do vibrador.

O espaçamento máximo sl entre os eixos das barras deve ser menor ou igual a duas vezes a menor dimensão da seção no trecho considerado, sem exceder 40 cm, ou seja:

5. ARMADURAS TRANSVERSAIS

Em pilares com momentos nas extremidades (portanto, nos pilares em geral), e nos prémoldados, LEONHARDT & MÖNNIG (1978) recomendam que se disponham, nas suas extremidades, 2 a 3 estribos com espaçamento igual a st/2 e st/4 (Figura abaixo).




3

Sempre que houver possibilidade de flambagem das barras da armadura, situadas junto à superfície, devem ser tomadas precauções para evitá-la. A NBR 6118:2003 (item 18.2.4) considera que os estribos poligonais garantem contra flambagem as barras longitudinais situadas em seus cantos e as por eles abrangidas, situadas no máximo à distância de 20φt do canto, se nesse trecho de comprimento 20φt não houver mais de duas barras, não contando a do canto (Figura abaixo).

Quando houver mais de duas barras no trecho de comprimento 20φt ou barras fora dele, deve haver estribos suplementares, conforme figura abaixo.

Se o estribo suplementar for constituído por uma barra reta, terminada em ganchos, ele deve atravessar a seção do pilar e os seus ganchos devem envolver a barra longitudinal.




4

Se houver mais de uma barra longitudinal a ser protegida junto à extremidade do estribo suplementar, seu gancho deve envolver um estribo principal em um ponto junto a uma das barras, o que deve ser indicado no projeto de modo bem destacado (Figura abaixo). Essa amarra garantirá contra a flambagem essa barra encostada e mais duas no máximo para cada lado, não distantes dela mais de 20φt. No caso da utilização dessas amarras, para que o cobrimento seja respeitado, é necessário prever uma distância maior entre a superfície do estribo e a face do pilar.

É oportuno comentar que a presença de estribos suplementares pode dificultar a concretagem. Uma alternativa seria concentrar as barras nos cantos, para evitar os estribos suplementares.

A NBR 6118:2003 comenta ainda que, no caso de estribos curvilíneos cuja concavidade esteja voltada para o interior do concreto, não há necessidade de estribos suplementares. Se as seções das barras longitudinais se situarem em uma curva de concavidade voltada para fora do concreto, cada barra




5

longitudinal deve ser ancorada pelo gancho de um estribo reto ou pelo canto de um estribo poligonal.

6. EMENDAS DE BARRAS LONGITUDINAIS EM PILARES

A emenda por traspasse é largamente empregada por seu menor custo, além da facilidade de execução. Entretanto, o projeto de revisão da NBR 6118:2003 recomenda que a emenda por traspasse seja evitada para diâmetros de barras maiores que 32 mm, e também para elementos estruturais com seção transversal totalmente tracionada, como os tirantes.

O comprimento de traspasse nas barras longitudinais comprimidas é determinado pela seguinte expressão:

A figura abaixo contém um exemplo de emenda por traspasse em pilares de seção constante, onde as barras longitudinais do pilar inferior devem ser interrompidas a uma altura acima do piso igual ao comprimento de traspasse.




6

7. ARMADURAS LONGITUDINAIS EM PILARES

Para o dimensionamento de armaduras em vigas de concreto armado, busca utilizar as barras num sistema de cobrimento de diagramas. O momento da viga é dividido em faixas, e cada barra de armadura deverá cobrir uma parte do diagrama desse momento.

Procedimento:

Divide-se o diagrama do momento fletor em faixas, onde cada faixa representa uma barra. Esta divisão deve ser feita do seguinte modo:

a) pelo número de barras usadas para resistir ao momento máximo (opção geralmente usada quando se tem todas as barras com o mesmo diâmetro)

b) proporcional à área das barras (opção que pode ser usada quando se tem barras com diâmetros iguais, mas que sempre deve ser usada quando nem todas as barras tiverem o mesmo diâmetro)

Exemplo:




7

Neste detalhamento, será usada a opção b:

Se 9,1 cm2 (área total calculada) resistem a um momento igual a 13 650 kN.cm, então:

2 cm2 (área de 1 barra φ16mm) resistem a X

Pela “regra de três” , tem se que: 9,1 X = 2 . 13 650

X = 3 000 kN.cm = 30 kN.m

Portanto, cada barra têm capacidade de “absorver” uma parcela de momento fletor correspondente a 30 kN.m. Neste caso, as quatro primeiras barras absorvem este valor e a última vai absorver a parcela do momento fletor que restar para ela.

Cada faixa vai ter um comprimento (l) na face superior e outro na face inferior. Este comprimento pode ser obtido por meio de cálculo ou de um desenho em escala.




8

Ancoragens das barras:

As barras 1 e 2 devem ser prolongadas até o apoio. Resta, portanto, determinar o comprimento das barras 3, 4 e 5.

A ancoragem da barra tem início na seção onde a sua tensão σs começa a diminuir e deve prolongar-se pelo menos 10φ além do ponto teórico de tensão σs nula.

Para cada faixa, faz-se a seguinte análise:

a) no ponto do diagrama deslocado, onde o momento começa a diminuir, deve-se somar o comprimento de ancoragem lb

(Obs.: como a divisão do diagrama foi feita de modo proporcional à área das barras e não em função de sua quantidade, recomenda-se o uso do comprimento de ancoragem básico lb ao invés do comprimento de ancoragem necessário lb,nec )

b) no ponto onde o momento fletor foi totalmente absorvido pela barra, soma-se o valor de 10φ




9

c) o comprimento da barra devidamente ancorada será o maior entre os comprimentos das faces inferior e superior da faixa, lembrando-se que, nesse caso, o diagrama é simétrico.

Deve-se primeiro calcular um al (comprimento de deslocamento) na seguinte forma:

Exemplo:

al = 45 cm ; 10φ = 16 cm;

lb = 70 cm (boa aderência, barra sem ganchos nas extremidades).




10

Detalhamento:

Por uma questão pessoal do projetista, optou-se por se adotar o comprimento da barra 4 igual ao da barra 3, igual a 459 cm, obtendo-se uma simetria com relação à armação da viga.




11

Exemplo didático:

Dimensionar a viga abaixo:

Dados:

Concreto C20 (fck = 20 MPa), com britas 1 e 2. Cobrimento da armadura: 1,5 cm. Aço CA 50 A (fyk=500MPa=50kN/cm2). Seção transversal da viga: 15 cm x 50 cm, com base (b) = 15 cm e altura (h) = 50 cm. Seção transversal dos pilares externos: 20 cm x 40 cm. Seção transversal dos pilares internos: 20 cm x 20 cm. Diâmetro do estribo (valor estimado): 6,3 mm . Estribos com 2 ramos verticais ( n = 2).

Por meio do diagrama de força cortante, dimensionam-se estribos e calcula-se o valor de al. Neste exemplo, adotar al = d = 45 cm.

Momento fletor:

Abaixo estão calculados os momentos fletores da viga:




12

O dimensionamento da armadura de flexão é feito para o maior momento fletor no apoio.

Destaca-se, no entanto que a NBR 6118:2003 permite o arredondamento do diagrama na região dos apoios.




13




14




15




16




17




18




19

REFERÊNCIAS:

MATERIAL DIDÁTICO DE:

MELGES, J.L.P. Dimensionamento de Pilares de Concreto Armado segundo a NBR 6118:2003. Universidade Estadual Paulista, Julio de Mesquita Filho. Campus Ilha Solteira. Março de 2007.

MELGES, J.L.P. Detalhamento de Concreto Armado (Exemplos Didáticos). Universidade Estadual Paulista, Julio de Mesquita Filho. Campus Ilha Solteira. Março de 2009.

2380_896

Documents