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Estruturas de Betão I 0/168 2011/2012 Mestrado em Engenharia Civil 2011 / 2012 Eduardo S. Júlio Estruturas de Betão I Materiais, Escoras e Tirantes, Flexão Simples

Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

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Estruturas de Betão I

0/168 2011/2012

Mestrado em Engenharia Civil 2011 / 2012

Eduardo S. Júlio

Estruturas de Betão I Materiais, Escoras e Tirantes, Flexão Simples

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Estruturas de Betão I

1/168 2011/2012

O  Eurocódigo  2  M1  –  3.  Materiais  Escoras  e  Tirantes  M2  –  2.  Flexão  Simples  

Sumário

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Estruturas de Betão I

2/168 2011/2012

O  Eurocódigo  2  M1  –  3.  Materiais  Escoras  e  Tirantes  M2  –  2.  Flexão  Simples  

Sumário

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Estruturas de Betão I

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O Eurocódigo 2

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O Eurocódigo 2

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O Eurocódigo 2

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O  Eurocódigo  2  M1  –  3.  Materiais  Escoras  e  Tirantes  M2  –  2.  Flexão  Simples  

Sumário

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M1 – 3. Materiais

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

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M1 – 3. Materiais: BETÃO

Axial C ircu m fe re n tial

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

-150

00

-100

00

-500

0 0

5000

1000

0

Strain (µε )

Nor

mal

ized

Axi

al S

tres

s (f

c/f´c

)

AC4 (1 ply)AC5 (2 plies )AC6 (3 plies )REF

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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M1 – 3. Materiais: AÇO

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O  Eurocódigo  2  M1  –  3.  Materiais  Escoras  e  Tirantes  M2  –  2.  Flexão  Simples  

Sumário

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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32 2 10cε

−= ×

Para as classes C12/15 ~ C50/60:

Escoras e Tirantes

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Escoras e Tirantes

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3348 ; 1,74 10yd ydf MPa ε −= = ×

Para S400:

32 2 10cε

−= ×

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

58/168 2011/2012

32 2 10cε

−= ×

3435 ; 2,17 10yd ydf MPa ε −= = ×

Para S500:

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

59/168 2011/2012

32 2 10cε

−= ×

c cdfσ =

cF,s iF

( )3400

2 10 500s yd s

s s s s

F f A S

F E A Sε −

= ⋅ ⇐⎧⎪⎨

= ⋅ = × ⋅ ⇐⎪⎩,s iF

c cd cF f A= ⋅

Rd c sN F F= +

EdN

Escoras e Tirantes

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De notar que, na prática, nenhum elemento está sujeito apenas a esforço axial (há sempre que considerar excentricidades). No caso do esforço axial ser de compressão, há ainda a considerar a possibilidade do elemento encurvar.

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

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Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

62/168 2011/2012

2

2crEIPL

π=

Pcr

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

63/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

64/168 2011/2012

2

2

2

π=⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

crEIPL

Pcr

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

65/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

66/168 2011/2012

( )

2

20,7crEIPL

π=

Pcr

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

67/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

68/168 2011/2012

( )

2

20,5crEIPL

π=

Pcr

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

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Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

70/168 2011/2012

2

2crEIPL

π=

Pcr

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

71/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

72/168 2011/2012

( )

2

22crEIPL

π=

Pcr

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

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Exercício Calcule as armaduras necessárias a um pilar de secção transversal quadrada com 30cm de lado, sujeito a um esforço de compressão simples, NEd=1749kN. Nota: Considere que o pilar está contraventado nos dois planos (não há risco de encurvadura). Nota: Adopte aço S400 e betão C20/25.

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

74/168 2011/2012

32 2 10cε

−= ×

c cdfσ =

cF,s iF

3348 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

,s iF

3 213,33 10 0,30 1200c cd cF f A kN= ⋅ = × × =

NRd = Fc + Fs ≥ NEd

1749EdN kN=

NRd =1200+348×103 ⋅ As ≥1749kN

As ≥15,78×10−4m2

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

75/168 2011/2012

10mm – Anexo Nacional

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

76/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

77/168 2011/2012

4 2,min 3

0,10 1749 5,03 10348 10sA m−×

= = ××

2 4 20,002 0,002 0,3 1,8 10cA m−⋅ = × = ×

Escoras e Tirantes

Page 79: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

78/168 2011/2012

4 2,min 3

0,10 1749 5,03 10348 10sA m−×

= = ××

2 4 20,002 0,002 0,3 1,8 10cA m−⋅ = × = ×

As ≥15,78×10−4m2

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

79/168 2011/2012

4 2,min 3

0,10 1749 5,03 10348 10sA m−×

= = ××

2 4 20,002 0,002 0,3 1,8 10cA m−⋅ = × = ×

    n.º  de  varões  e  áreas  (cm2)  

φ [mm]   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

6   0,28   0,57   0,85   1,13   1,41   1,70   1,98   2,26   2,54   2,83   3,11   3,39  

8   0,50   1,01   1,51   2,01   2,51   3,02   3,52   4,02   4,52   5,03   5,53   6,03  

10   0,79   1,57   2,36   3,14   3,93   4,71   5,50   6,28   7,07   7,85   8,64   9,42  

12   1,13   2,26   3,39   4,52   5,65   6,79   7,92   9,05   10,18   11,31   12,44   13,57  

16   2,01   4,02   6,03   8,04   10,05   12,06   14,07   16,08   18,10   20,11   22,12   24,13  

20   3,14   6,28   9,42   12,57   15,71   18,85   21,99   25,13   28,27   31,42   34,56   37,70  

25   4,91   9,82   14,73   19,63   24,54   29,45   34,36   39,27   44,18   49,09   54,00   58,90  

32   8,04   16,08   24,13   32,17   40,21   48,25   56,30   64,34   72,38   80,42   88,47   96,51  

40   12,57   25,13   37,70   50,27   62,83   75,40   87,96   100,53   113,10   125,66   138,23   150,80  

Escoras e Tirantes

As ≥15,78×10−4m2

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Estruturas de Betão I

80/168 2011/2012

4 2,min 3

0,10 1749 5,03 10348 10sA m−×

= = ××

28 16 ( 16,08 )sA cmφ → =

2 4 20,002 0,002 0,3 1,8 10cA m−⋅ = × = ×

    n.º  de  varões  e  áreas  (cm2)  

φ [mm]   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

6   0,28   0,57   0,85   1,13   1,41   1,70   1,98   2,26   2,54   2,83   3,11   3,39  

8   0,50   1,01   1,51   2,01   2,51   3,02   3,52   4,02   4,52   5,03   5,53   6,03  

10   0,79   1,57   2,36   3,14   3,93   4,71   5,50   6,28   7,07   7,85   8,64   9,42  

12   1,13   2,26   3,39   4,52   5,65   6,79   7,92   9,05   10,18   11,31   12,44   13,57  

16   2,01   4,02   6,03   8,04   10,05   12,06   14,07   16,08   18,10   20,11   22,12   24,13  

20   3,14   6,28   9,42   12,57   15,71   18,85   21,99   25,13   28,27   31,42   34,56   37,70  

25   4,91   9,82   14,73   19,63   24,54   29,45   34,36   39,27   44,18   49,09   54,00   58,90  

32   8,04   16,08   24,13   32,17   40,21   48,25   56,30   64,34   72,38   80,42   88,47   96,51  

40   12,57   25,13   37,70   50,27   62,83   75,40   87,96   100,53   113,10   125,66   138,23   150,80  

Escoras e Tirantes

As ≥15,78×10−4m2

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Estruturas de Betão I

81/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

82/168 2011/2012

15x – Anexo Nacional

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

83/168 2011/2012

15x – Anexo Nacional 300mm – Anexo Nacional

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

84/168 2011/2012

15x – Anexo Nacional 300mm – Anexo Nacional

( ), max 15 16;300;300 240cl ts mín mm= × =

Cintas φ 6 @ 0,20m

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

85/168 2011/2012

Escoras e Tirantes

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Estruturas de Betão I

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Escoras e Tirantes

Page 88: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

87/168 2011/2012

Armadura longitudinal: 8φ16

Cintas: φ 6 @ 0,20m

Escoras e Tirantes

Page 89: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

88/168 2011/2012

Armadura longitudinal: 8φ16

Cintas: φ 6 @ 0,20m

Escoras e Tirantes

Page 90: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

89/168 2011/2012

,s iF

s yd sF f A= ⋅

,s iF

0cF =

Rd s EdN F N= =

EdN

Escoras e Tirantes

Page 91: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

90/168 2011/2012

Exercício Calcule as armaduras necessárias a um pilar de secção transversal quadrada com 30cm de lado, sujeito a um esforço de tracção simples, NEd=1112kN. Nota: Adopte aço S400 e betão C20/25.

Escoras e Tirantes

Page 92: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

91/168 2011/2012

,s iF

s yd sF f A= ⋅

,s iF

0cF =

NRd = Fs ≥ NEd

1112EdN kN=

NRd = 348×103 ⋅ As ≥1112kN

As ≥ 31,95×10−4m2

Escoras e Tirantes

Page 93: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

92/168 2011/2012

As ≥ 31,95×10−4m2

Escoras e Tirantes

Page 94: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

93/168 2011/2012

2 4 2,max 0,04 0,3 36 10sA m−= × = ×

Escoras e Tirantes

As ≥ 31,95×10−4m2

Page 95: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

94/168 2011/2012

2 4 2,max 0,04 0,3 36 10sA m−= × = ×

    n.º  de  varões  e  áreas  (cm2)  

φ [mm]   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

6   0,28   0,57   0,85   1,13   1,41   1,70   1,98   2,26   2,54   2,83   3,11   3,39  

8   0,50   1,01   1,51   2,01   2,51   3,02   3,52   4,02   4,52   5,03   5,53   6,03  

10   0,79   1,57   2,36   3,14   3,93   4,71   5,50   6,28   7,07   7,85   8,64   9,42  

12   1,13   2,26   3,39   4,52   5,65   6,79   7,92   9,05   10,18   11,31   12,44   13,57  

16   2,01   4,02   6,03   8,04   10,05   12,06   14,07   16,08   18,10   20,11   22,12   24,13  

20   3,14   6,28   9,42   12,57   15,71   18,85   21,99   25,13   28,27   31,42   34,56   37,70  

25   4,91   9,82   14,73   19,63   24,54   29,45   34,36   39,27   44,18   49,09   54,00   58,90  

32   8,04   16,08   24,13   32,17   40,21   48,25   56,30   64,34   72,38   80,42   88,47   96,51  

40   12,57   25,13   37,70   50,27   62,83   75,40   87,96   100,53   113,10   125,66   138,23   150,80  

Escoras e Tirantes

As ≥ 31,95×10−4m2

Page 96: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

95/168 2011/2012

2 4 2,max 0,04 0,3 36 10sA m−= × = ×

24 20 4 25 ( 32,21 )sA cmφ φ+ → =

    n.º  de  varões  e  áreas  (cm2)  

φ [mm]   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

6   0,28   0,57   0,85   1,13   1,41   1,70   1,98   2,26   2,54   2,83   3,11   3,39  

8   0,50   1,01   1,51   2,01   2,51   3,02   3,52   4,02   4,52   5,03   5,53   6,03  

10   0,79   1,57   2,36   3,14   3,93   4,71   5,50   6,28   7,07   7,85   8,64   9,42  

12   1,13   2,26   3,39   4,52   5,65   6,79   7,92   9,05   10,18   11,31   12,44   13,57  

16   2,01   4,02   6,03   8,04   10,05   12,06   14,07   16,08   18,10   20,11   22,12   24,13  

20   3,14   6,28   9,42   12,57   15,71   18,85   21,99   25,13   28,27   31,42   34,56   37,70  

25   4,91   9,82   14,73   19,63   24,54   29,45   34,36   39,27   44,18   49,09   54,00   58,90  

32   8,04   16,08   24,13   32,17   40,21   48,25   56,30   64,34   72,38   80,42   88,47   96,51  

40   12,57   25,13   37,70   50,27   62,83   75,40   87,96   100,53   113,10   125,66   138,23   150,80  

Escoras e Tirantes

As ≥ 31,95×10−4m2

Page 97: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

96/168 2011/2012

2 4 2,max 0,04 0,3 36 10sA m−= × = ×

24 20 4 25 ( 32,21 )sA cmφ φ+ → =

( ), max 15 20;300;300 300cl ts mín mm= × =

Cintas φ 6 @ 0,30m

    n.º  de  varões  e  áreas  (cm2)  

φ [mm]   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

6   0,28   0,57   0,85   1,13   1,41   1,70   1,98   2,26   2,54   2,83   3,11   3,39  

8   0,50   1,01   1,51   2,01   2,51   3,02   3,52   4,02   4,52   5,03   5,53   6,03  

10   0,79   1,57   2,36   3,14   3,93   4,71   5,50   6,28   7,07   7,85   8,64   9,42  

12   1,13   2,26   3,39   4,52   5,65   6,79   7,92   9,05   10,18   11,31   12,44   13,57  

16   2,01   4,02   6,03   8,04   10,05   12,06   14,07   16,08   18,10   20,11   22,12   24,13  

20   3,14   6,28   9,42   12,57   15,71   18,85   21,99   25,13   28,27   31,42   34,56   37,70  

25   4,91   9,82   14,73   19,63   24,54   29,45   34,36   39,27   44,18   49,09   54,00   58,90  

32   8,04   16,08   24,13   32,17   40,21   48,25   56,30   64,34   72,38   80,42   88,47   96,51  

40   12,57   25,13   37,70   50,27   62,83   75,40   87,96   100,53   113,10   125,66   138,23   150,80  

Escoras e Tirantes

As ≥ 31,95×10−4m2

Page 98: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

97/168 2011/2012

O  Eurocódigo  2  M1  –  3.  Materiais  Escoras  e  Tirantes  M2  –  2.  Flexão  Simples  

Sumário

Page 99: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

98/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples

Page 100: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

99/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples

Page 101: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

100/168 2011/2012

betão

M2 – 2. Flexão Simples

Page 102: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

101/168 2011/2012

aço

M2 – 2. Flexão Simples

Page 103: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

102/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 104: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

103/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 105: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

104/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 106: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

105/168 2011/2012

εcu3=3.5‰

Fc

Fs εs

x 0.8x

d

fcd

As

h

b

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 107: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

106/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 108: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

107/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

Cálculo das resultantes

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 109: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

108/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 110: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

109/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

incógnita

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 111: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

110/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

incógnita incógnita

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 112: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

111/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0Rd i c s Edi

N F F F N= = − = =∑

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 113: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

112/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0Rd i c s Edi

N F F F N= = − = =∑

Rd i Edi

M M M= ≥∑

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 114: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

113/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0Rd i c s Edi

N F F F N= = − = =∑

Rd i Edi

xM M M= ≥ ⇒∑

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 115: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

114/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0Rd i c s di

sEN F F F AN= = − = ⇒=∑

Rd i Edi

xM M M= ≥ ⇒∑

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 116: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

115/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0Rd i c s di

sEN F F F AN= = − = ⇒=∑

Rd i Edi

xM M M= ≥ ⇒∑

Seguidamente deve-se calcular a extensão na armadura, para garantir a ductilidade…

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 117: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

116/168 2011/2012

Fc

0.8x

fcd

Fs

0.8c cdF x f b= ⋅ ⋅

s yd sF f A= ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0Rd i c s di

sEN F F F AN= = − = ⇒=∑

Rd i Edi

xM M M= ≥ ⇒∑

… sendo necessário em alguns casos prever uma armadura de compressão.

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 118: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

117/168 2011/2012

Rotura dúctil:

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 119: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

118/168 2011/2012

Rotura frágil:

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 120: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

119/168 2011/2012

Limite a assegurar:

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 121: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

120/168 2011/2012

Exercício: Calcular a armadura necessária para uma secção rectangular de 0.25x0.50m sujeita a um momento flector de cálculo de 250kNm. O betão é da classe C30 e o aço S500.

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 122: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

121/168 2011/2012

0.8 4000c cdF x f b x= ⋅ ⋅ =

Cálculo das resultantes

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 123: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

122/168 2011/2012

0.8 4000c cdF x f b x= ⋅ ⋅ =

435000s yd s sF f A A= ⋅ = ⋅

Cálculo das resultantes

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 124: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

123/168 2011/2012

0.8 4000c cdF x f b x= ⋅ ⋅ =

435000s yd s sF f A A= ⋅ = ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

( )4000 0.45 0.4 250 0.16Rd i Edi

M M M x x x m= ≥ ⇒ × − = ⇒ =∑

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 125: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

124/168 2011/2012

0.8 4000c cdF x f b x= ⋅ ⋅ =

435000s yd s sF f A A= ⋅ = ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

20 14,7Rd i c s Ed si

N F F F N A cm= = − = = ⇒ =∑

( )4000 0.45 0.4 250 0.16Rd i Edi

M M M x x x m= ≥ ⇒ × − = ⇒ =∑

M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO

Page 126: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

125/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 127: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

126/168 2011/2012

Assumindo o diagrama parábola rectângulo…

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 128: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

127/168 2011/2012

… tem-se:

⎥⎥

⎢⎢

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−=

n

c

ccdc f

211

εε

σ 20 c cε ε⇐ ≤ ≤

cdc f=σ 2 2c c cuε ε ε⇐ ≤ ≤

Classes 12/15 a 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105 fck(MPa) 12~50 55 60 70 80 90 fcd(MPa) 8,0~33,3 36,7 40,0 46,7 53,3 60,0 εc2(‰) 2,0 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 εcu2(‰) 3,5 3,1 2,9 2,7 2,6 2,6 n 2 1,75 1,6 1,45 1,4 1,4

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 129: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

128/168 2011/2012

A partir da expressão do diagrama parábola-rectângulo do EC 2 podem deduzir-se as correspondentes expressões da resultante das tensões, Fc, soma das resultantes dos troços rectangular (Fc1) e parabólico (Fc2), e respectiva posição da sua linha de acção.

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 130: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

129/168 2011/2012

Para secções rectangulares, de largura b, sujeitas a flexão plana, assumindo a posição do eixo neutro a uma distância x da fibra mais comprimida, tem-se:

xbfFcu

ccucdc ⋅⋅

−⋅=

2

221 ε

εε

xbnnfF

cu

ccdc ⋅⋅⋅

+⋅=

2

22 1 ε

ε

xbn

fFFFcu

ccdccc ⋅⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

+−⋅=+=

2

221 1

11εε

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 131: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

130/168 2011/2012

As extensões ao nível das linhas de acção das resultantes Fc1 e Fc2 são, respectivamente:

222

1cuc

Gεε

ε+

=

22 423

cG nn

εε++

=

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 132: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

131/168 2011/2012

Sendo c a distância da linha de acção da resultante à fibra mais comprimida, vem:

21

222

211

cc

cuGc

cuGc

FF

xFxFcx

+

⋅⋅+⋅⋅

=−ε

εε

ε

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 133: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

132/168 2011/2012

Consegue facilmente obter-se:

( )( )x

n

nnc

cu

c

cu

c

⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜⎜

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

+−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

++−

−=

2

2

2

2

2

111

211

21

1

εε

εε

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 134: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

133/168 2011/2012

Vindo:

xbkfF cdc ⋅⋅⋅= 1

xkc ⋅= 2

Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

k1 0,810 0,742 0,695 0,637 0,599 0,583

k2 0,416 0,392 0,377 0,362 0,355 0,353

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 135: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

134/168 2011/2012

É habitual utilizar valores adimensionais da área da armadura longitudinal de flexão, As, e do momento resistente, MRd, de uma secção transversal de betão armado…

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 136: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

135/168 2011/2012

… os quais se designam por, respectivamente, percentagem mecânica de armadura, ω, e momento resistente reduzido, µ, podendo ser determinados através das seguintes expressões:

cd

yds

bdffA

=ωcd

Rd

fbdM2=µ

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 137: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

136/168 2011/2012

Em flexão simples plana, para secções simplesmente armadas, a resultante de tracção na armadura iguala a resultante de compressão no betão pelo que se tem:

1cd

cd

f k b xbdf

ω⋅ ⋅ ⋅

=

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 138: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

137/168 2011/2012

Sendo ainda α a relação entre a posição do eixo neutro, x, e a altura útil da secção, d, tem-se:

1kω α= ⋅

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 139: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

138/168 2011/2012

O momento resistente pode ser definido, neste caso, como o binário constituído pelas resultantes de tracção na armadura e de compressão no betão…

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 140: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

139/168 2011/2012

… Substituindo o numerador de (13) pelo produto da resultante de compressão no betão, dada por (10), pelo braço do binário, dado pela diferença entre a altura útil da secção, d, e a distância da linha de acção da resultante de compressão no betão à fibra mais comprimida, c, dada por (11), tem-se:

( )ααµ ⋅−⋅⋅= 21 1 kk

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 141: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

140/168 2011/2012

Uma das situações limite, consideradas em [1], é a fronteira entre rotura frágil e rotura dúctil, ou seja, consiste em admitir um diagrama de extensões na secção em que a fibra mais comprimida de betão apresenta a extensão última e a armadura de tracção assume a extensão de cedência, sendo:

ydcu

culim εε

εα

+=

2

2

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 142: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

141/168 2011/2012

Introduzindo (16) em (14) e (15) obtêm-se as correspondentes expressões de cálculo dos valores limite da percentagem mecânica de armadura e de momento resistente reduzido, respectivamente:

ydcu

culim k

εεε

ω+

⋅=2

21

⎟⎟

⎜⎜

+⋅−⋅

+⋅=

ydcu

cu

ydcu

culim kk

εεε

εεε

µ2

22

2

21 1

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 143: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

142/168 2011/2012

Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

S400

αlim 0,668 0,641 0,625 0,608 0,599 0,599

ωlim 0,541 0,475 0,434 0,388 0,359 0,350

µlim 0,391 0,356 0,332 0,302 0,283 0,276

S500

αlim 0,617 0,588 0,572 0,554 0,545 0,545

ωlim 0,499 0,436 0,397 0,353 0,326 0,318

µlim 0,371 0,336 0,312 0,282 0,263 0,257

S600

αlim 0,573 0,543 0,526 0,509 0,499 0,499

ωlim 0,464 0,403 0,366 0,324 0,299 0,291

µlim 0,353 0,317 0,293 0,264 0,246 0,240

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 144: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

143/168 2011/2012

Outra situação limite, igualmente considerada em [1], representa a fronteira a partir da qual é mais racional armar duplamente a secção. Para uma secção simplesmente armada, tem-se:

( )cdfAM ydsRd −⋅⋅=

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

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Estruturas de Betão I

144/168 2011/2012

Derivando esta expressão em ordem a As, pode determinar-se o incremento de momento resistente com o aumento de armadura de tracção:

( )Rds yd

s s

dM d A f d cdA dA

⎡ ⎤= ⋅ ⋅ −⎣ ⎦

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

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Estruturas de Betão I

145/168 2011/2012

Podendo obter-se:

[ ]xkdfbkf

fAkdf

dAdM

ydcd

ydsyd

s

Rd ⋅⋅−⋅=⎥⎦

⎤⎢⎣

⋅⋅

⋅⋅⋅−⋅= 2

12 22

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 147: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

146/168 2011/2012

Se o aumento de armadura for distribuído igualmente pelas faces traccionada e comprimida da secção, tem-se que:

( )adfAM yds

Rd −⋅⋅=2Δ

Δ

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

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Estruturas de Betão I

147/168 2011/2012

sendo a a distância da fibra mais comprimida da secção ao centro de gravidade da armadura de compressão. A partir de (25) pode definir-se:

( )adfdAdM

yds

Rd −⋅⋅=21

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

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Estruturas de Betão I

148/168 2011/2012

Para que seja mais racional armar duplamente a secção, terá de se verificar a seguinte inequação, obtida de (24) e (26):

[ ] ( )adfxkdf ydyd −⋅⋅<⋅⋅−⋅212 2

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 150: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

149/168 2011/2012

De onde vem que:

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

⋅=

da

klim 141

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

⋅=

da

kk

lim 14 2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+−⋅⎟

⎞⎜⎝

⎛+

⋅=

da

da

kk

lim 14111

4 2

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 151: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

150/168 2011/2012

a/d Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

0,05 αlim 0,631 0,670 0,696 0,725 0,740 0,744 ωlim 0,511 0,497 0,484 0,462 0,443 0,434 µlim 0,377 0,366 0,357 0,341 0,327 0,320

0,10 αlim 0,661 0,702 0,729 0,760 0,775 0,779 ωlim 0,535 0,521 0,507 0,484 0,465 0,455 µlim 0,388 0,377 0,367 0,351 0,337 0,330

0,15 αlim 0,691 0,734 0,762 0,794 0,810 0,815 ωlim 0,560 0,544 0,530 0,506 0,486 0,475 µlim 0,399 0,388 0,377 0,361 0,346 0,339

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 152: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

151/168 2011/2012

Comparando os valores do Quadro 3 com os do Quadro 4, verifica-se que: (a)  para betões de classe superior a C50/60, a condicionante é

sempre o limite entre rotura frágil e dúctil (Quadro 3); (b)  para betões de classe inferior ou igual a C50/60 e aços S500

ou S600, a condicionante é a mesma (Quadro 3); (c)  para betões de classe inferior a C50/60 e aço S400, a

condicionante ainda é a mesma (Quadro 3), para a/d=0,15, passando a ser a eficácia do posicionamento das armaduras (Quadro 4), para a/d=0,10 e a/d=0,05.

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 153: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

152/168 2011/2012

É útil, em várias situações práticas, poder determinar-se de forma expedita, ainda que aproximada, a área de armadura de tracção e de compressão, sem ter que recorrer a cálculo automático ou a tabelas/ábacos. Por este motivo, são apresentadas em [1] “fórmulas simplificadas”.

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 154: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

153/168 2011/2012

Sendo , a secção será simplesmente armada. Tem-se: limµµ ≤

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅= ωωµ

1

21kk

Podendo obter-se a expressão de cálculo da percentagem mecânica de armadura:

⎥⎥

⎢⎢

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅−−⋅=

21

1

2

2

1 4112

µωkk

kk

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 155: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

154/168 2011/2012

Se , a secção será duplamente armada. Admitindo que o acréscimo de momento reduzido, , é conseguido através da colocação de uma armadura de compressão e de um acréscimo de igual valor de armadura de tracção, mantendo-se a posição do eixo neutro inalterada relativamente à situação limite considerada, vem:

limµµ >limµµ −

( ) ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−⋅ʹ′=−⋅⋅

⋅⋅

ʹ′=−

daadf

fdbA

ydcd

s 12lim ωµµ

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 156: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

155/168 2011/2012

e:

da

−=ʹ′1

limµµω

ωωω ʹ′+= lim

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 157: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

156/168 2011/2012

o projectista pode entender considerar, em lugar do valor dado por (16), o limite:

ydcu

culim m εε

εα

⋅+=

2

2

vindo:

ydcu

culim m

kεε

εω

⋅+⋅=

2

21

⎟⎟

⎜⎜

⋅+⋅−⋅

⋅+⋅=

ydcu

cu

ydcu

culim m

km

kεε

εεε

εµ

2

22

2

21 1

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 158: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

157/168 2011/2012

Exercício: Calcular a armadura necessária para uma secção rectangular de 0.25x0.50m sujeita a um momento flector de cálculo de 250kNm. O betão é da classe C30 e o aço S500.

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 159: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

158/168 2011/2012

1 2

1 2

2 1

1 1 4 0.2902k kk k

ω µ⎡ ⎤⎛ ⎞⎢ ⎥= ⋅ − − ⋅ ⋅ =⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦

1 0.810k = 2 0.416k =

2 0.247Rd

cd

Mbd f

µ = =

215cds

yd

bdfA cmf

ω= =

M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS

Page 160: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

159/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 161: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

160/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 162: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

161/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 163: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

162/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 164: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

163/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 165: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

164/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 166: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

165/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 167: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

166/168 2011/2012

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 168: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

167/168 2011/2012

Exercício: Calcular a armadura necessária para uma secção rectangular de 0.25x0.50m sujeita a um momento flector de cálculo de 250kNm. O betão é da classe C30 e o aço S500.

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 169: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

168/168 2011/2012

2 0.247Rd

cd

Mbd f

µ = = 0.290ω→ = 215cds

yd

bdfA cmf

ω→ = =

M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS

Page 170: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

0/84 2011/2012

Mestrado em Engenharia Civil 2011 / 2012

Eduardo S. Júlio

Estruturas de Betão I Cálculo de Secções em Flexão Simples

Page 171: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

1/84 2011/2012

Sumário

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Page 172: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

2/84 2011/2012

Sumário

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Page 173: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

3/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção    1.1  Adoptando  o  diagrama  rectangular    1.2  Adoptando  o  diagrama  parábola-­‐rectângulo  

2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 174: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

4/84 2011/2012

Exercício: Calcular a armadura necessária para uma secção rectangular de 0.30x0.60m sujeita a um momento flector de cálculo de 800kNm. O betão é da classe C30/37 e o aço da classe S500.

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 175: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

5/84 2011/2012

εcu3=3.5 ‰

Fc

Fs εs

x 0.8x

d=0.53m

fcd

As

h=0.60m

b=0.30m

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 176: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

6/84 2011/2012

Limite a assegurar:

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 177: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

7/84 2011/2012

εcu3=3.5 ‰

Fc

Fs εy=2.17 ‰

d=0.53m

fcd

As

h=0.60m

b=0.30m

x=0.33m 0.8x=0.26m

3.5 2.17 0.330.53

x mx x= ⇒ =

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 178: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

8/84 2011/2012

30.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584c cdF x f b kN= ⋅ ⋅ = × × × × =

Cálculo das resultantes

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 179: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

9/84 2011/2012

30.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584c cdF x f b kN= ⋅ ⋅ = × × × × =3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 180: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

10/84 2011/2012

30.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584c cdF x f b kN= ⋅ ⋅ = × × × × =3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

0 1584Rd i c s Ed s ci

N F F F N F F kN= = − = = ⇒ = =∑

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 181: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

11/84 2011/2012

30.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584c cdF x f b kN= ⋅ ⋅ = × × × × =3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

( )1584 0.53 0.4 0.33 630 800Rd EdM kNm kNm M= × − × = < =

0 1584Rd i c s Ed s ci

N F F F N F F kN= = − = = ⇒ = =∑

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 182: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

12/84 2011/2012

30.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584c cdF x f b kN= ⋅ ⋅ = × × × × =3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

Equações de equilíbrio estático

( )1584 0.53 0.4 0.33 630 800Rd EdM kNm kNm M= × − × = < =

A secção tem de ser duplamente armada !

0 1584Rd i c s Ed s ci

N F F F N F F kN= = − = = ⇒ = =∑

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 183: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

13/84 2011/2012

εcu3=3.5 ‰

Fc

Fs εy=2.17 ‰

d=0.53m

fcd

As

h=0.60m

b=0.30m

x=0.33m 0.8x=0.26m

F’s A’s

εs’=2.76 ‰

33.5 2.76 100.33 0.33 0.07

ss

εε −ʹ′ʹ′= ⇒ = ×

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 184: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

14/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s 1584cF kN=

Cálculo das resultantes

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 185: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

15/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s 1584cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 186: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

16/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s 1584cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 187: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

17/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 1584cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

31584 0.40 435 10 0.46Rd sM Aʹ′= × + × ⋅ ×

630.4 200100Rd sM Aʹ′⇒ = +

0.53-0.4×0.33=0.40m

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 188: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

18/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

630.4 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 189: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

19/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

630.4 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.5sA cmʹ′⇒ ≥

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 190: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

20/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

630.4 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.5sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 191: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

21/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

630.4 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.5sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =3 4 31584 435 10 8.5 10 435 10 sA

−⇒ + × × × = × ⋅

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 192: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

22/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

630.4 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.5sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =

244.9sA cm⇒ =

3 4 31584 435 10 8.5 10 435 10 sA−⇒ + × × × = × ⋅

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 193: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

23/84 2011/2012

Fc

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

630.4 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.5sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =

244.9 8.5 53.4s sA A cmʹ′+ = + =

244.9sA cm⇒ =

3 4 31584 435 10 8.5 10 435 10 sA−⇒ + × × × = × ⋅

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 194: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

24/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção    1.1  Adoptando  o  diagrama  rectangular    1.2  Adoptando  o  diagrama  parábola-­‐rectângulo  

2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 195: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

25/84 2011/2012

εcu3=3.5 ‰

Fc

Fs εy=2.17 ‰

d=0.53m

fcd

As

h=0.60m

b=0.30m

x=0.33m

F’s A’s

εs’=2.76 ‰

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 196: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

26/84 2011/2012

31 20 10 0.81 0.30 0.33 1604c cdF f k b x kN= ⋅ ⋅ ⋅ = × × × × =

2 0.416 0.33 0.14c k x m= ⋅ = × =

Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

k1 0,810 0,742 0,695 0,637 0,599 0,583

k2 0,416 0,392 0,377 0,362 0,355 0,353

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 197: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

27/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 1604cF kN=

Cálculo das resultantes

0.53-0.14=0.39m Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 198: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

28/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 1604cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

0.53-0.14=0.39m Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 199: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

29/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 1604cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

0.53-0.14=0.39m Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 200: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

30/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 1604cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

31604 0.39 435 10 0.46Rd sM Aʹ′= × + × ⋅ ×

0.53-0.14=0.39m Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 201: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

31/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 1604cF kN=3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

31604 0.39 435 10 0.46Rd sM Aʹ′= × + × ⋅ ×

626 200100Rd sM Aʹ′⇒ = +0.53-0.14=0.39m Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 202: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

32/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

626 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 203: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

33/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

626 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.7sA cmʹ′⇒ ≥Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 204: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

34/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

626 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.7sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =

Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 205: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

35/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

626 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.7sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =3 4 31604 435 10 8.7 10 435 10 sA

−⇒ + × × × = × ⋅

Fc

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 206: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

36/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

626 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.7sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =

245.6sA cm⇒ =

Fc

3 4 31604 435 10 8.7 10 435 10 sA−⇒ + × × × = × ⋅

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 207: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

37/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

626 200100 800Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

28.7sA cmʹ′⇒ ≥

c s sF F Fʹ′+ =

Fc

245.6 8.7 54.3s sA A cmʹ′+ = + =

245.6sA cm⇒ =

3 4 31604 435 10 8.7 10 435 10 sA−⇒ + × × × = × ⋅

Dimensionamento por equilíbrio da secção

Page 208: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

38/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 209: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

39/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas    2.1  Adoptando  εs=εy    2.2  Adoptando  εs=2εy  

3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 210: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

40/84 2011/2012

2 2 3

800 0.4750.30 0.53 20 10

Rd

cd

Mbd f

µ = = =× × ×

Dimensionamento com fórmulas

Page 211: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

41/84 2011/2012

Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

S400

αlim 0,668 0,641 0,625 0,608 0,599 0,599

ωlim 0,541 0,475 0,434 0,388 0,359 0,350

µlim 0,391 0,356 0,332 0,302 0,283 0,276

S500

αlim 0,617 0,588 0,572 0,554 0,545 0,545

ωlim 0,499 0,436 0,397 0,353 0,326 0,318

µlim 0,371 0,336 0,312 0,282 0,263 0,257

S600

αlim 0,573 0,543 0,526 0,509 0,499 0,499

ωlim 0,464 0,403 0,366 0,324 0,299 0,291

µlim 0,353 0,317 0,293 0,264 0,246 0,240

Limite para garantir rotura dúctil

Dimensionamento com fórmulas

Page 212: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

42/84 2011/2012

a/d Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

0,05 αlim 0,631 0,670 0,696 0,725 0,740 0,744 ωlim 0,511 0,497 0,484 0,462 0,443 0,434 µlim 0,377 0,366 0,357 0,341 0,327 0,320

0,10 αlim 0,661 0,702 0,729 0,760 0,775 0,779 ωlim 0,535 0,521 0,507 0,484 0,465 0,455 µlim 0,388 0,377 0,367 0,351 0,337 0,330

0,15 αlim 0,691 0,734 0,762 0,794 0,810 0,815 ωlim 0,560 0,544 0,530 0,506 0,486 0,475 µlim 0,399 0,388 0,377 0,361 0,346 0,339

Limite para garantir economia

lim0.13 0.395ad

µ= → =

Dimensionamento com fórmulas

Page 213: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

43/84 2011/2012

0.475 0.371µ = >

Logo, a secção deve ser armada duplamente!

Dimensionamento com fórmulas

Page 214: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

44/84 2011/2012

lim 0.475 0.371 0.1201 0.131 a

d

µ µω

− −ʹ′ = = =

−−

Dimensionamento com fórmulas

Page 215: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

45/84 2011/2012

lim 0.475 0.371 0.1201 0.131 a

d

µ µω

− −ʹ′ = = =

−−

20.120 0.30 0.53 20 8.8435

cds

yd

bdfA cmf

ωʹ′ × × ×ʹ′ = = =

Dimensionamento com fórmulas

Page 216: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

46/84 2011/2012

limω ω ωʹ′= +

Dimensionamento com fórmulas

Page 217: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

47/84 2011/2012

Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

S400

αlim 0,668 0,641 0,625 0,608 0,599 0,599

ωlim 0,541 0,475 0,434 0,388 0,359 0,350

µlim 0,391 0,356 0,332 0,302 0,283 0,276

S500

αlim 0,617 0,588 0,572 0,554 0,545 0,545

ωlim 0,499 0,436 0,397 0,353 0,326 0,318

µlim 0,371 0,336 0,312 0,282 0,263 0,257

S600

αlim 0,573 0,543 0,526 0,509 0,499 0,499

ωlim 0,464 0,403 0,366 0,324 0,299 0,291

µlim 0,353 0,317 0,293 0,264 0,246 0,240

Dimensionamento com fórmulas

Page 218: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

48/84 2011/2012

lim 0.499 0.120 0.619ω ω ωʹ′= + = + =

Dimensionamento com fórmulas

Page 219: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

49/84 2011/2012

lim 0.499 0.120 0.619ω ω ωʹ′= + = + =

20.619 0.30 0.53 20 45.3435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

Dimensionamento com fórmulas

Page 220: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

50/84 2011/2012

lim 0.499 0.120 0.619ω ω ωʹ′= + = + =

20.619 0.30 0.53 20 45.3435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

245.3 8.8 54.1s sA A cmʹ′+ = + =

Dimensionamento com fórmulas

Page 221: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

51/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas    2.1  Adoptando  εs=εy    2.2  Adoptando  εs=2εy  

3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 222: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

52/84 2011/2012

2lim 1

2

3.50.81 0.3623.5 2 2.17

cu

cu yd

km

εω

ε ε= ⋅ = × =

+ ⋅ + ×

Dimensionamento com fórmulas

Page 223: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

53/84 2011/2012

2lim 1

2

3.50.81 0.3623.5 2 2.17

cu

cu yd

km

εω

ε ε= ⋅ = × =

+ ⋅ + ×

2 2lim 1 2

2 2

1cu cu

cu yd cu yd

k km m

ε εµ

ε ε ε ε

⎛ ⎞= ⋅ ⋅ − ⋅⎜ ⎟⎜ ⎟+ ⋅ + ⋅⎝ ⎠

Dimensionamento com fórmulas

Page 224: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

54/84 2011/2012

2lim 1

2

3.50.81 0.3623.5 2 2.17

cu

cu yd

km

εω

ε ε= ⋅ = × =

+ ⋅ + ×

lim3.50.362 1 0.416 0.295

3.5 2 2.17µ ⎛ ⎞⇒ = × − × =⎜ ⎟+ ×⎝ ⎠

2 2lim 1 2

2 2

1cu cu

cu yd cu yd

k km m

ε εµ

ε ε ε ε

⎛ ⎞= ⋅ ⋅ − ⋅⎜ ⎟⎜ ⎟+ ⋅ + ⋅⎝ ⎠

Dimensionamento com fórmulas

Page 225: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

55/84 2011/2012

lim 0.475 0.295 0.2071 0.131 a

d

µ µω

− −ʹ′ = = =

−−

Dimensionamento com fórmulas

Page 226: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

56/84 2011/2012

lim 0.475 0.295 0.2071 0.131 a

d

µ µω

− −ʹ′ = = =

−−

20.207 0.30 0.53 20 15.1435

cds

yd

bdfA cmf

ωʹ′ × × ×ʹ′ = = =

Dimensionamento com fórmulas

Page 227: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

57/84 2011/2012

lim 0.362 0.207 0.569ω ω ωʹ′= + = + =

Dimensionamento com fórmulas

Page 228: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

58/84 2011/2012

lim 0.362 0.207 0.569ω ω ωʹ′= + = + =

20.569 0.30 0.53 20 41.6435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

Dimensionamento com fórmulas

Page 229: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

59/84 2011/2012

lim 0.362 0.207 0.569ω ω ωʹ′= + = + =

20.569 0.30 0.53 20 41.6435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

241.6 15.1 56.7s sA A cmʹ′+ = + =

Dimensionamento com fórmulas

Page 230: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

60/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 231: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

61/84 2011/2012

0.475µ =

Dimensionamento com tabelas

Page 232: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

62/84 2011/2012

0,475

Para A´/A=0,0 não há solução!

Dimensionamento com tabelas

Page 233: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

63/84 2011/2012

0,475

A secção tem de ser duplamente armada !

Dimensionamento com tabelas

Page 234: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

64/84 2011/2012

0,475

Para A´/A=0,2 => ω=0.609 (x1.2=0.731)

Dimensionamento com tabelas

Page 235: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

65/84 2011/2012

0,475

Para A´/A=0,3 => ω=0.575 (x1.3=0.748>0.731!)

Dimensionamento com tabelas

Page 236: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

66/84 2011/2012

Adopta-se A´/A=0,2

Dimensionamento com tabelas

Page 237: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

67/84 2011/2012

20.609 0.30 0.53 20 44.5435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

Adopta-se A´/A=0,2

Dimensionamento com tabelas

Page 238: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

68/84 2011/2012

20.609 0.30 0.53 20 44.5435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

20.2 44.5 8.9sA cmʹ′ = × =

Adopta-se A´/A=0,2

Dimensionamento com tabelas

Page 239: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

69/84 2011/2012

20.609 0.30 0.53 20 44.5435

cds

yd

bdfA cmf

ω × × ×= = =

20.2 44.5 8.9sA cmʹ′ = × =

Adopta-se A´/A=0,2

244.5 8.9 53.4s sA A cmʹ′+ = + =

Dimensionamento com tabelas

Page 240: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

70/84 2011/2012

1. Dimensionamento  por  equilíbrio  da  secção  2. Dimensionamento  com  fórmulas  3. Dimensionamento  com  tabelas  4. Exercício  

Sumário

Page 241: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

71/84 2011/2012

Exercício: Resolva o exercício anterior para betão da classe C40/50 e MEd=1000kNm.

Exercício

Page 242: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

72/84 2011/2012

εcu3=3.5 ‰

Fc

Fs εy=2.17 ‰

d=0.53m

fcd

As

h=0.60m

b=0.30m

x=0.33m

F’s A’s

εs’=2.76 ‰

Exercício

Page 243: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

73/84 2011/2012

31 26.7 10 0.81 0.30 0.33 2141c cdF f k b x kN= ⋅ ⋅ ⋅ = × × × × =

2 0.416 0.33 0.14c k x m= ⋅ = × =

Classes ≤ 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105

k1 0,810 0,742 0,695 0,637 0,599 0,583

k2 0,416 0,392 0,377 0,362 0,355 0,353

Exercício

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Estruturas de Betão I

74/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 2141cF kN=

Cálculo das resultantes

0.53-0.14=0.39m Fc

Exercício

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Estruturas de Betão I

75/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

0.53-0.14=0.39m Fc

2141cF kN=

Exercício

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Estruturas de Betão I

76/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

0.53-0.14=0.39m Fc

2141cF kN=

Exercício

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Estruturas de Betão I

77/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

32141 0.39 435 10 0.46Rd sM Aʹ′= × + × ⋅ ×

0.53-0.14=0.39m Fc

2141cF kN=

Exercício

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Estruturas de Betão I

78/84 2011/2012

Fs

fcd

0.53-0.07=0.46m

F’s 3435 10s yd s sF f A A= ⋅ = × ⋅

Cálculo das resultantes

3435 10s yd s sF f A Aʹ′ ʹ′ ʹ′= ⋅ = × ⋅

32141 0.39 435 10 0.46Rd sM Aʹ′= × + × ⋅ ×

835 200100Rd sM Aʹ′⇒ = +0.53-0.14=0.39m Fc

2141cF kN=

Exercício

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Estruturas de Betão I

79/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

835 200100 1000Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Fc

Exercício

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Estruturas de Betão I

80/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

28.2sA cmʹ′⇒ ≥Fc

835 200100 1000Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Exercício

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Estruturas de Betão I

81/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

c s sF F Fʹ′+ =

Fc 28.2sA cmʹ′⇒ ≥

835 200100 1000Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Exercício

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Estruturas de Betão I

82/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

c s sF F Fʹ′+ =3 4 32141 435 10 8.2 10 435 10 sA

−⇒ + × × × = × ⋅

Fc 28.2sA cmʹ′⇒ ≥

835 200100 1000Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Exercício

Page 253: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

83/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

c s sF F Fʹ′+ =

257.4sA cm⇒ =

Fc

3 4 32141 435 10 8.2 10 435 10 sA−⇒ + × × × = × ⋅

28.2sA cmʹ′⇒ ≥

835 200100 1000Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

Exercício

Page 254: Mestrado em Engenharia Civil - Departamento de Engenharia

Estruturas de Betão I

84/84 2011/2012

Fs

fcd F’s Equações de equilíbrio estático

c s sF F Fʹ′+ =

257.4sA cm⇒ =

Fc

3 4 32141 435 10 8.2 10 435 10 sA−⇒ + × × × = × ⋅

28.2sA cmʹ′⇒ ≥

835 200100 1000Rd s EdM A kNm Mʹ′= + ≥ =

257.4 8.2 65.6s sA A cmʹ′+ = + =

Exercício