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• Introdução
• Objetivos
• Justificativa
• Desenvolvimento
• Conclusões
• Referências Bibliográficas
� Sistema Misto:
Denomina-se sistema misto aço-concreto aquele no qual
um perfil de aço (laminado, soldado ou formado a frio)
trabalha em conjunto com o concreto.
� Viga Mista:
Componente de aço simétrico emrelação ao plano de
flexão, sobreposto por laje de concreto,com ligação
mecânica entre o perfil e a laje. Esta associação é
garantida por meio da utilização de elementos metálicos
denominado: conector de cisalhamento.
� Viga Mista:
� Conector de Cisalhamento:
São elementos metálicos utilizados emvigas mistas para
garantir o trabalho conjunto entre a viga de aço e a laje
de concreto.
� Conector de Cisalhamento:
� Conector de Cisalhamento “Stud Bolt” :
� Conector de Cisalhamento “Stud Bolt” :
Laje comfôrma de aço incorporada, que na fase final, o
concreto atua estruturalmente emconjunto coma fôrma
de aço.
A fôrma funciona como armadura de tração da laje.
Na fase inicial a forma suporta isoladamente as ações
permanentes e a sobrecarga de construção.
� Laje Mista “Steel Deck” :
� Laje Mista “Steel Deck” :
� Laje Mista “Steel Deck” :
� Laje Mista “Steel Deck” :
� Discutir o comportamento e algumas recomendações
construtivas;
� Elucidar os modelos de viga mista contemplado pela NBR-
8800:2008;
� Enumerar algumas das vantagens do sistema misto;
� Apresentar um projeto de pesquisa sobre vigas mistas;
� Elaborar um exemplo de cálculo de viga mista;
� Comparar um sistema de viga mista, com sistema
convencional.
� Pelo potencial do sistema misto;
� Por ser crescente a utilização do sistema misto no Brasil;
� Para criar um roteiro “passo à passo” de fácil
entendimento em estruturas mistas;
� Para disponibilizar um conteúdo recente e atualizado
com a NBR-8800:2008 sobre o sistema de viga mista.
� Para o sistema de piso misto abaixo, verificou-se a viga V02 nas condições de interação total e interação nula, para posterior comparação dos resultados.
As hipóteses estabelecidas são:
� Construção não escorada;
� A viga de aço é contida lateralmente na fase de
construção;
� A viga de aço atende a verificação de força cortante;
� Foi considerado o sistema de vigas biapoiadas.
Dados do materiais:
� Aço: MR-250� Módulo de elasticidade: E=200.000 MPa;� Fy = 250 MPa;� Laje com forma de aço incorporada h=145mm
(hf=75mm ; capa de concreto 70mm e bf=137mm);� Conector tipo pino com cabeça φ19mm, hcs = 115mm,
aço fu=415 MPa;� Concreto: C25 (fck = 25 Mpa), (γ=24kN/m3),
Ec=4760√fck = 21287MPa.
Perfil de Aço Isolado VS600x140:
No sistema biapoiado com interação nula, a vigametálica deve resistir a todas as cargas do sistema,peso próprio, carga permanente e sobrecarga deutilização. Em resumo, a laje steel deck será somenteuma “carga” para a viga, ou seja, não ajudará nodimensionamento do conjunto.
Carregamento:
A hipótese estudada, leva em conta que o pisoservirá de depósito de óleo lubrificante:
Resumo do carregamento:
Peso próprio da Laje: 300 Kg/m2
Carga acidental: 1056 Kg/m2
Carregamento:
A hipótese estudada, leva em conta que o pisoservirá de depósito de óleo lubrificante:
Resumo do carregamento:
Peso próprio da Laje: 300 Kg/m2
Carga acidental: 1056 Kg/m2
Esforços Solicitantes:
Carregamento distribuído, carga permanente PP:
Carregamento distribuído PP LJ01: (3.470/2)x300=520.50 Kg/m
Carregamento distribuído PP LJ02: (4.085/2)x300=612.75 Kg/m
Carregamento distribuído PP Perfil: 140 Kg/m
Carregamento distribuído, sobrecarga de utilização SCU:
Carregamento distribuído SCU LJ01: (3.470/2)x1056= 1832,16Kg/m
Carregamento distribuído SCU LJ02: (4.085/2)x1056= 2156.88Kg/m
Esforços Solicitantes:
FD = [ 1,25.140 + 1,35.520,5 + 1,35.612,75 ] +[ 1,5.2156 + 1,5.1832)] ~= 7687 Kg/m
Momento Solicitante:
Msd = (PxL2)/8 = (7687 x 9.822)/8
Msd =~ 92660 Kg.m = 926,6 kN.m
Momento Solicitante x Momento Resistente:
Após realizado as verificações pertinentes conformeexigências da NBR:8800:2008, o perfil VS600x140 trata-sede uma viga compacta e possui momento resistente de1042 kN.m (BUDZINSKI, 2013).
Msd < Mrd926,6 < 1042 (kN.m)
~89% eficiência como viga de aço isolado
Viga Mista Perfil VS600x140:
A próxima etapa foi considerar o mesmo perfilVS600x140, no sistema misto. Nos elementos mistos, acombinação aço-concreto propicia maior rigidez àestrutura, visto que se aumenta consideravelmente ainércia da seção transversal. Pode-se considerar que alaje de concreto complementa a seção transversal,aumentando a sua inércia:
Viga Mista:
Viga Mista VS600x140:
Para considerar interação total da viga de aço com
a laje de concreto, ou seja, para que não haja
deslocamento relativo entre os elementos, calculou-se a
necessidade de utilizar 30 conectores de cisalhamento
(stud bolt). A largura colaborante da mesa de concreto foi
calculada em 245.5cm
Viga Mista VS600x140:
Momento Fletor Resistente:
yp = 1.751 Cm
Yt= 17.894 M
Yc= 0.876 Cm
Mrd = 1600 kN.m
Momento Solicitante x Momento Resistente:
Após realizado as verificações pertinentes conformeexigências da NBR:8800:2008, o perfil VS600x140 nacondição de viga mista, possui momento resistente de1600 kN.m (BUDZINSKI, 2013).
Msd < Mrd926,6 < 1600 (kN.m)~58% eficiência como viga mista
Próximo passo:
Considerando esta eficiência de 58%,
foi possível reduzir o perfil no sistema misto
justificando a economia aço.
Perfil de Aço Misto VS500x97:
Considerando que o momento fletorresistente para o perfil misto VS600x140 foibem superior ao momento solicitante, foiestudado um novo cálculo para o perfilVS500x97.
Perfil de Aço Misto VS500x97:
Considerando que o momento fletorresistente para o perfil misto VS600x140 foibem superior ao momento solicitante, foiestudado um novo cálculo para o perfilVS500x97.
Momento Solicitante x Momento Resistente:
Após realizado as verificações pertinentes conformeexigências da NBR:8800:2008, o perfil VS500x97 nacondição de viga mista, possui momento resistente de 931kN.m (BUDZINSKI, 2013).
Msd < Mrd926,6 < 931 (kN.m)
~99% eficiência como viga mista
� As estruturas mistas, resultamem uma soluçãoextremamente eficiente em sistemasestruturais de edifícios;
� São bastante utilizadas emdiversos países.No Brasil, o emprego do sistema misto ainda épequeno, mas está aumentando.
Vantagens:
� rapidez de execução;
� significativa redução no uso de fôrmas;
� eliminação do escoramento;
� redução das cargas na fundação devido ao menor volume
e peso da estrutura;
� significativo aumento na capacidade estrutural das vigas,
resultando emeconomia de material.
Restrições:
� Requer mão de obra especializada, (é necessárioformar mais profissionais especializados, desdeo projeto até a montagemfinal da obra);
� Necessidade de uso de forro suspenso por razõesestéticas.
� a combinação aço-concreto propicia maiorrigidez à estrutura, visto que se aumentaconsideravelmente a inércia da seção transversal.
� utilizando 30 conectores de cisalhamento tipopino com cabeça (stud bolt), consegue-se paraeste modelo, interação completa, ou seja, não hádeslocamento relativo entre a laje de concreto e aviga de aço.
� Para a viga estudada, o perfil de aço isolado, nãopassou na verificação do momento fletor,portanto, seria necessário aumentar a altura doperfil para atender as solicitações de projeto.
� Entretanto, considerando o mesmo perfil nosistema misto, viga de aço mais laje de concreto,cumpriu-se todas as verificações.
� Usando o perfil VS:600x97 no sistemaconvencional, o consumo de aço é de 97Kgf/m.
� Usando perfil de aço no sistema viga mista oconsumo de aço é de :
� Usando o perfil VS:600x140 no sistemaconvencional, o consumo de aço é de:
140 Kgf/mde viga.
� Usando o perfil VS:500x97 no sistema de vigamista, o consumo de aço é de :
97 Kgf/mde viga.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e Segurança nas estruturas . Rio de Janeiro, 2003.
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QUEIROZ, G.; PIMENTA, R. J.; MATA, L. A. C. Elementos das Estruturas Mistas Aço-Concreto ,Belo Horizonte: Editora O Lutador, 2001.
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Consulte o trabalho completo em:
www.civilnet.com.br/artigo