Concreto IAncoragem por Aderncia para

as Barras de Armaoas Barras de Armao

NBR 6118-2003Prof. M.Sc. Antonio de Faria

Setembro/2012

Consideraes Iniciais

Ao definir os pontos de interrupo das barras, em funo da distribuio dos momentos fletores solicitantes de clculo, h necessidade de transferir para o concreto as tenses a que elas esto submetidas;tenses a que elas esto submetidas;

Para tanto, as barras devem ser providas de um comprimento adicional;

A essa transferncia se d o nome de ancoragem, e o comprimento adicional chamado de comprimento de ancoragem reto (lb)

Consideraes Iniciais

Segundo o item 9.4.1.1 da NBR 6118/2003, todas as barras da armadura devero ser ancoradas de forma que os esforos a que estejam submetidas sejam integralmente transmitidos ao concreto, seja por meio de aderncia ou de dispositivos mecnicos ou combinao de ambos;ambos;

A ancoragem s possvel se houver perfeita aderncia entre o concreto e o ao;

A ancoragem efetuada mediante alguns dos seguintes dispositivos: prolongamento reto da barras; por ganchos ou dobramento das barras; por armaduras transversais; por dispositivos especiais;

Aderncia entre Concreto e Ao

Aderncia o fenmeno que permite o funcionamento do concreto armado como material estrutural;

A aderncia faz com que os materiais, A aderncia faz com que os materiais, de resistncias diferentes, tenham a mesma deformao e trabalhem juntos, de modo que os esforos resistidos por uma barra de ao sejam transmitidos para o concreto e vice-versa;

Composio da Aderncia, Segundo Leonhardt (1977)

Adeso: de natureza fsico-qumica, com foras capilares na interface entre os dois materiais; o efeito de uma colagem provocada pela nata de cimento na

superfcie do ao; Atrito: a fora que ocorre na superfcie de contato entre os dois

materiais, e se manifesta quando h tendncia ao deslocamento relativo materiais, e se manifesta quando h tendncia ao deslocamento relativo entre a barra de ao e o concreto, impedindo-o; varivel com o tipo de superfcie das barras e devido penetrao da pasta de cimento nas irregularidades das mesmas; o atrito tanto maior quanto maior a presso exercida pelo

concreto sobre a barra (por isso, o atrito maior nos apoios e nas partes curvas das barras e tambm favorecido pela retrao);

Composio da Aderncia, Segundo Leonhardt (1977)

Aderncia Mecnica - (engrenamento): resistncia mecnica ao arrancamento devida conformao superficial das barras, em que as mossas e as salincias funcionam como peas de apoio, aplicando foras de compresso no concreto, o que aumenta significativamente a aderncia;

Obs: embora esses trs efeitos, na prtica, no possam ser avaliados separadamente, analiticamente ou por meio experimental, o estudo da aderncia fundamental para quantific-la e, posteriormente, determinar os comprimentos de ancoragem necessrios das barras da armadura;

Ancoragem das Armaduras de acordo com a NBR-6118/2003

9.4.1 - Todas as barras das armaduras devem ser ancoradas de forma que os esforos a que esteja submetidas sejam integralmente transmitidos ao concreto, seja por meio da aderncia, de dispositivos mecnicos ou pela combinao de dispositivos mecnicos ou pela combinao de ambos;

Na NBR6118-2003, as prescries referentes aderncia esto contidas no item 9.2, e as relacionadas com a ancoragem em seus diversos aspectos esto no item 9.3, inclusive as referentes a armaduras transversais soldadas, feixes de barras e telas soldadas;

Verificao da Aderncia

Nas regies de ancoragem deve ser verificada a capacidade de transmisso de esforos entre o concreto e armadura;

Essa verificao ocorre por meio da tenso de aderncia, no estado limite-ltimo;

Os valores de clculo de tenses de aderncia dependem, principalmente, da posio da barra durante a concretagem, de sua conformao superficial e de seu dimetro;

Em situaes em que haja grande concentrao de armadura, com espaamentos pequenos ou vrias camadas de armadura, necessria tambm a verificao do fendilhamento, considerando a possibilidade da colaborao de armaduras transversais;

9.3.1 Posio da Barra durante a Concretagem

Consideram-se em boa situao quanto aderncia os trechos das barras que estejam em uma das posies seguintes:

A) com inclinao maior que 45o sobre a horizontal;

B) horizontais ou com inclinao menor que 45o B) horizontais ou com inclinao menor que 45sobre a horizontal, desde que: Para elementos estruturais com h < 60 cm, localizados no mximo 30 cm

acima da face inferior do elemento ou da junta de concretagem mais prxima;

Para elementos estruturais com h 60 cm, localizados no mnimo 30 cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais prxima;

Os trechos das barras em outras posies e quando do uso de formas deslizantes devem ser considerados em m situao quanto aderncia;

Zonas de Aderncia

BBMM

3

0

c

m

h

32 mm ou para feixes de barras;

As barras comprimidas devem ser ancoradas sem gancho;

9.4.2.3 - Ganchos da Armadura de Trao

Os comprimentos mnimos retos nas extremidades das barras visam garantir o trabalho do gancho ou a efetiva ancoragem;

Os ganchos podem ser: a) semicirculares, com ponta reta de comprimento no inferior a

2 ;2 ; b) em ngulo de 450 (interno), com ponta reta de comprimento

no inferior a 4 ; c) em ngulo reto, com ponta reta de comprimento no inferior a

8 ; Para barras lisas, os ganchos devem ser semicirculares;

Geometria dos Ganchos

O dimetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de trao, exigido a fim de evitar fissuras no ao, deve ser, pelo menos igual aos valores estabelecidos na tabela a seguir:

Dimetros dos Pinos de Dobramento (i)

Bitola da Barra CA-25 CA-50 CA-60

< 20 mm 4 5 6 < 20 mm 4 5 6

20 mm 5 8 --

9.4.6.1 - Ganchos dos Estribos

Os ganchos dos estribos podero ser: a) semicirculares ou em ngulo de 450 (interno),

com ponta reta de comprimento igual a 5t, porm no inferior a 5 cm;porm no inferior a 5 cm;

b) em ngulo reto, com ponta reta de comprimento maior ou igual a 10t,, porm no inferior a 7cm (este tipo de gancho no deve ser utilizado para barras e fios lisos);

O dimetro interno de curvatura dos estribos deve ser no mnimo, igual ao da tabela a seguir:

Dimetro Interno da Curvatura dos Estribos - NBR6118-20003

Bitola da Barra

(mm) CA-2 CA-50 CA-60

t 10 3t 3t 3t t 10 3t 3t 3t

10 < t < 20 4t 5t --

t 20 5t 8t --

9.5 - Emendas das Barras

Freqentemente, necessrio emendar uma barra de ao, seja pela necessidade e um comprimento maior que 12 m (tamanho mximo das barras comerciais) ou por outro motivo qualquer;

Nesse caso, devem ser respeitadas determinadas prescries, relacionadas no item 9.5 da NBR6118-2003;

As recomendaes so bem semelhantes e aqui sero As recomendaes so bem semelhantes e aqui sero apresentadas apenas as referentes s emendas por traspasse de barras comprimidas;

Na norma existem ainda recomendaes sobre barras tracionadas e a proporo de barras que podem ser emendadas na mesma seo, sobre armadura transversal nas emendas, e emendas de feixes de barras, por luvas rosqueadas e por solda;

Tipos de Emendas:

Por traspasse; por luvas com preenchimento metlico ou

rosqueadas;por solda; por solda;

por outros dispositivos devidamente justificados;

Emendas por Traspasse

No so permitidas para barras de bitola superior a 32 mm;

No podem ser utilizadas em tirantes ou pendurais, (elementos somente tracionados);tracionados);

Devem conter ganchos em barras lisas tracionadas;

Devem ser evitadas em regies de altos momentos, nas barras tracionadas;

9.5.2.2 Comprimento de traspasse de Barras tracionadas, isoladas

Quando a distncia livre entre barras emendadas estiver compreendida em 0 e 4., o comprimento do trecho de transpasse para barras tracionadas deve ser:

min,0,00 . tnecbtt lll = Onde:

l0t,min o maior valor entre 0,3.0t.lb, 15. e 200 mm; 0t o coeficiente funo da porcentagem de barras emendadas

na mesma seo, conforme estabelece a tabela a abaixo;

Barras emendadas na mesma seo (%) 20 25 33 50 >50

Valores de 0t 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

Barras Comprimidas

NBR6118-2003 loc = lb,nec loc,min sendo: loc,min o maior valor entre 0,6.lb, 15 e 200

mm;mm;

Esforo na armadura tracionada das peas fletidas

Distribuio LongitudinalDistribuio Longitudinal

NBR 6118-2003 - Item 18.3.2.3

Armadura de Trao na flexo simples, ancoradas por aderncia 18.3.2.3.1

O trecho da extremidade da barra de trao, considerado como de ancoragem, tem incio na seo terica onde sua tenso s comea a diminuir (o esforo da armadura comea a ser transferido para o concreto);

Deve prolongar-se pelo menos 10. alm do ponto terico de tenso s nula, no podendo em nenhum caso, ser inferior ao tenso s nula, no podendo em nenhum caso, ser inferior ao comprimento necessrio, estipulado em 9.4.2.5 (comprimento de ancoragem necessrio);

Assim, na armadura longitudinal de trao dos elementos estruturais solicitados por flexo simples, o trecho de ancoragem da barra deve ter incio no ponto A da figura a seguir, do diagrama de foras Rst = Msd/z, decalado com comprimento al, conforme 17.4.2;

Esse diagrama equivale ao diagrama de foras corrigido Rsd,cor; Se a barra no for dobrada, o trecho de ancoragem deve prolongar-

se alm de B, no mnimo, 10.; Se a barra for dobrada, o incio do dobramento pode coincidir com o

ponto B, da figura a seguir;

Armadura de Trao na flexo simples, ancoradas por aderncia 18.3.2.3.1

Observaes

Nos pontos intermedirios entre A e B, o diagrama resistente linearizado deve cobrir o diagrama solicitante;

Se o ponto A estiver na face do apoio ou Se o ponto A estiver na face do apoio ou alm dela e a fora Rst diminuir em direo ao centro do apoio, o trecho de ancoragem deve ser medido a partir dessa face e deve obedecer ao disposto em 18.3.2.4-b;

17.4.2.2-C Decalagem do diagrama de fora no banzo tracionado

Quando a armadura longitudinal de trao for determinada atravs do equilbrio de esforos na seo normal ao eixo do elemento estrutural, os efeitos provocados pela fissurao oblqua podem ser substitudos no clculo pela decalagem do diagrama de fora no banzo tracionado, dada pela expresso:

V( ) ( ) d

+

= cotgcotg1.VV2.

Vd.acmaxSd,

maxSd,l

Onde: al 0,5.d, no caso geral; al 0,2.d, para estribos inclinados a 450; Essa decalagem pode ser substituda, aproximadamente, pela

correspondente decalagem do diagrama de momentos fletores;

d a 0,5.d l

Ancoragens Especiais

Ancoragem em Lao Horizontal

Quando no h espao para ancorar as barras prximas aos apoios extremos das vigas, uma soluo empregar ancoragem em lao, que consistem em dobrar a barra horizontalmente em semi-crculo;em semi-crculo;

Dever ser observado o item 4.1.6.2C, que consiste na definio do raio mnimo de curvatura (r) e o caso em que necessrio colocar armadura suplementar normal ao plano da curva do lao;

Ancoragem em Lao da Armadura

Vista Lateralviga

FA A F

Fr

Corte A-A (planta)

p

i

l

a

r

Ferro N1

- Muitas vezes, a largura bw da viga pequena para fazer o lao da armadura;- Nessas situaes, os projetistas usam o conceito do porta-estribo, ou seja,o ferro vertical que deve ser colocado no canto do estribo (ferros N1) paragarantir a transferncia do esforo da barra a ancorar para, no caso, as barrasde canto (ferros N2) do pilar, conforme figura a seguir;

Ancoragem da Armadura tipo grampo

Vista Lateralviga

A A F

F

Corte A-A (planta)

FN1

N

2

N2

p

i

l

a

r

A A F

- Por ltimo, importante destacar que, em muitas situaes das ligaes viga-pilar(principalmente em andares intermedirios), o pilar pode estar fortementecomprimido, facilitando a ancoragem (efeitos de compresso transversal nas barraslongitudinais) das barras da vig que chegam at ele;- A favor da segurana e por dificuldades de quantificao desse efeito, essesvalores no so considerados;

FN1N1 (grampo)

Ancoragem em Apoios Extremos

Ancoragem em Apoios Extremos

Viga

Pilar

Rst

BC = AB.tgMd = Vd.al

Rst = Md/z = (al.Vd)/zcomo Md tende a zero z d

Vd

MdVd.al

al

tg=Vd

A B

C

z dRst = (al.Vd)/dSegundo NBR 6118, item4.1.6.2, Rst 0,5.Vd,assim, temos:Rst = (al.Vd)/d 0,5.dLogo, Ascal = Rst/fyd

Ascalc =al.Vdd.fyd

Resta-nos ainda definir o ponto a partir do qual iniciaremos a ancoragem, segundo NBR 6118, item 4.1.6.2

lb

Pilar

Viga Vigab

Viga lbb/3Pilar

Apoio Direto Apoio Indiretob/3

Para Ancoragem Reta

lb = (Ascalc/Asefet).lb1 lb1/310.10 cm

Para Ancoragem com gancho

lb1- lb = (lb - 10. ) lb1/3r + 5,5.6,0 cm

Onde:r raio interno do gancho dimetro da barra

Utilizao das tabelas contidas no livro Concreto Armado vol. 1 - J.C.Sussekind

Argumento de entrada:

Asefet Asefet.fyd Ascalc Vd.(al/d)

=

Sendo:

al/d = 0,50 para 0,80 < 1,000,75 para 0,60 < 0,801,00 para 0,45 < 0,60

= od

1,15. wd

Tabela III-5 - Ancoragem reta sem gancho (lb) em apoio extremo, para ao CA-50

FckAsefet /Ascal

(kg/cm2) 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00

lb = AscalAsefet. lb1

(kg/cm ) 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00110 66 53 44 38 33 29 26 24 22135 57 46 38 33 29 25 23 21 19150 54 43 36 31 27 24 22 20 18180 47 38 31 27 24 21 19 17 16200 44 35 30 25 22 20 18 16 15220 41 33 27 24 21 19 17 15 14240 39 32 26 23 20 18 16 14 13260 37 30 25 21 19 17 15 14 13

Tabela III-6 - Ancoragem reta com gancho (lb - lb), em apoio extremo, para ao CA-50

FckAsefet /Ascal

(kg/cm2) 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25110 56 43 34 28 23 22

lb - lb = AscalAsefet

.(lb1 - 10)

110 56 43 34 28 23 22135 47 36 28 23 19 19150 44 33 26 21 18 18180 37 28 21 17 16 16200 34 25 20 15 15 15220 31 23 17 14 14 14240 29 22 16 13 13 13260 27 20 15 13 13 13

Ancoragem em apoios estreitos

a

b

a

b

Ancoragem sem gancho Ancoragem com gancho

a

(a + b) lba

(a + b) (lb - lb)

Obs:- Ver raio de dobramento das barras