Sistema TQS-Vigas e a NBR-6118:2003 (Parte II)

6.) Dimensionamento no ELU - Flexão

Para optar pelo dimensionamento a flexão - ELU - pela NB1/03, fornecemos no arquivo de critérios:

Embora este item quase não tenha sofrido alteração de Norma, vamos destacar:

6.1) Limites de x/d em função de d

Assunto já abordado no item anterior.

6.2) Armadura mínima

A expressão da armadura mínima mudou e passou a ter um significado importante. Agora, a armadura mínima além de obedecer o limite de 0.15 % da seção bruta , tem também que atender ao momento mínimo dado pela expressão:

O W0 é o modulo de resistência da seção bruta de concreto, incluindo a seção T se houver. Como a seção T ou L não é simétrica, temos, no caso geral, um valor para W0 para momentos mínimos negativos e outro valor de W0 para momentos mínimos positivos.

Para seções T, mesa superior, em balanço por exemplo, o valor da armadura mínima aumentou significativamente.

Vamos apresentar um exemplo:

Esquematicamente temos:

A seleção da armadura mínima conforme a NB1/03 é feita pelo critério K40=2:

No relatório geral do TQS-Vigas, estes valores de momentos mínimos são agora apresentados como abaixo.

6.3) Flexão Composta

Por enquanto, o TQS-Vigas ainda não está dimensionando as vigas automaticamente a flexão composta normal. Embora estes esforços de compressão e/ou tração possam ser calculados com a presença da força normal devido a, por exemplo, temperatura axial e retração, este dimensionamento não é realizado automaticamente. Mensagem de aviso e advertência para este fato é emitida.

6.4) Baricentro da Armadura de Compressão

Nesta nova modalidade de dimensionamento limitando o valor do x/d na seção, as armaduras de compressão assumem valores maiores e significativos. Como elas são alojadas de forma mais favorável e tem valores menores do que as armaduras tracionadas, foi criado um critério específico para o posicionamento do baricentro destas armaduras na seção transversal. Com a definição de um valor especial de cobrimento da armadura de compressão, podemos controlar o braço de alavanca entre os baricentros das armaduras de tração e compressão. A figura abaixo ilustra o significado desta grandeza:

No arquivo de critérios a informação é fornecida como abaixo:

Exemplo de relatório com armadura de compressão elevada:

7.) Dimensionamento a Força Cortante - ELU

Este item sofreu alterações substanciais nesta nova Norma. Em primeiro lugar assumimos que o TQS-Vigas trabalha apenas com barras longitudinais e estribos para combater o cisalhamento. Não são detalhadas barras horizontais inclinadas a 45º (cavaletes). Os estribos estão sempre posicionados a 90º.

Esquematicamente, temos a treliça abaixo representando as diagonais comprimidas, inclinadas de ?. O banzo superior é comprimido e o banzo inferior é tracionado. As armaduras verticais tracionadas representam os estribos.

A opção de detalhamento a nova NB1/03 é feita pelo K117 como abaixo:

Vamos destacar as principais modificações:

7.1) Armadura mínima

Obedece a expressão:

7.2) Cálculo da Resistência

VRd3 é a força cortante resistente de cálculo relativa a ruína por tração diagonal

Vc é a parcela de força cortante absorvida por mecanismos complementares ao da treliça.

Vsw é a parcela resistida pela armadura transversal.

7.3) Modelo de Cálculo I

Assume o ângulo das diagonais de compressão? inclinadas de 45º.

Temos então que verificar se o valor Vsd ultrapassa o VRd2 e calcular a armadura através da expressão acima.

7.4) Modelo de Cálculo II

Assume o ângulo q das diagonais de compressão inclinadas entre os valores 30º e 45º.

Temos então que verificar se o valor Vsd ultrapassa o VRd2 e calcular a armadura através da expressão acima.

7.5) Seleção de Modelo de Cálculo I ou II

Em função do ângulo selecionado para as diagonais de compressão do concreto para o modelo II (inclinação entre 30º e 45º), teremos diferentes valores de armaduras. A redução da quantidade das armaduras é sempre desejada, mas o valor da decalagem dos diagramas de momentos fletores e o valor da força nas diagonais comprimidas também aumenta conforme o ângulo varia.

A aparente incoerência existente nestes dois modelos é que o valor da armadura calculada pelo Método I (ângulo de 45º) não é igual ao do Método II, também com o ângulo de 45º. O ideal, já sugerido por alguns engenheiros, seria que o programa calculasse cada seção pelos dois Métodos e adotasse o que resultasse em menor valor de armadura. Entretanto isto não é uma decisão correta do ponto de vista técnico. Não podemos ter uma seção calculada com o ângulo de inclinação das bielas de 30º e, na seção seguinte, este ângulo passa a ser 45º. Portanto, feita a seleção, ela ficará válida para todas as vigas do projeto e todas as seções da viga.

O que é recomendado e possível de ser feito é a seleção de um Método ou outro e o ângulo de inclinação (caso do Método II) através do arquivo de critérios de projeto. Faz-se o processamento completo para todas as vigas e verifica-se a quantidade de armadura. Altera-se o critério e verifica-se novamente a quantidade de armadura. Com estas informações e conforme as condições particulares do projeto (solicitações, dimensões etc), cria-se a sensibilidade para a melhor seleção do ângulo das bielas e a realização de um projeto conforme a boa técnica e adequado sob o ponto de vista econômico.

Importante lembrar também que a alteração no ângulo de inclinação das bielas afeta o cálculo da viga a torção e altera também o comprimento das armaduras longitudinais.

7.6) Apresentação de Resultados

O seguinte relatório é apresentado por ocasião do dimensionamento a força cortante:

Quando a força cortante solicitante de cálculo ultrapassa a força cortante resistente de cálculo (VRd2) a seguinte mensagem é apresentada. Além da identificação alfanumérica, é feita também uma identificação gráfica do elemento na planta de formas.

8.) Dimensionamento a Torção - ELU

Assumimos que o TQS-Vigas trabalha apenas com barras longitudinais nas faces da seção e estribos verticais para combater os esforços de torção.

8.1) Armadura mínima

Obedece a expressão:

8.2) Ângulo de inclinação da treliça

As diagonais de compressão da treliça espacial resistente tem inclinação que podem variar entre 30º e 45º. Esta seleção é feita no mesmo item empregado para o dimensionamento da força cortante, Método II.

8.3) Seção transversal resistente

A seção vazada equivalente é definida como:

8.4) Resistência do elemento estrutural

Com as expressões de TRd3 e TRd4 acima, calculamos as armaduras transversais e longitudinais para resistir à torção. Essas armaduras são tratadas como abaixo:

• As armaduras transversais são adicionadas às armaduras calculadas para a força cortante.
• As armaduras longitudinais (face superior e face inferior) são adicionadas às armaduras longitudinais para flexão.
• As armaduras longitudinais nas faces laterais são comparadas com a armadura lateral já calculada adotando-se o valor máximo. Se a viga não possui armadura lateral mas torção, está é a armadura adotada.

8.5) Apresentação de resultados

O seguinte relatório é apresentado por ocasião do dimensionamento a torção:

Quando o momento torçor solicitante de cálculo ( Tsd ) ultrapassa o momento torçor resistente de cálculo ( TRd2) a seguinte mensagem é apresentada. Além da identificação alfanumérica, é feita também uma identificação gráfica.

8.6) Limite para desprezar Tsd

Geralmente, o cálculo de solicitações considerando um valor da inércia a torção baixa, resulta em valores reduzidos de Tsd. Para valores muito pequenos de Tsd, pode-se desprezar o cálculo da viga a torção. Este valor é fornecido no arquivo de critérios em função de uma porcentagem do valor de TRd2 como abaixo.

A inércia a torção em vigas usuais de edifícios implica no aparecimento do momento de torção. Se a viga não tiver uma dimensão (largura) suficiente, as tensões de cisalhamento, fatalmente, ultrapassarão os limites permitidos. Para não interromper o processamento, o TQS-Vigas realiza os cálculos, emite os avisos de erros graves e detalha a armadura de cisalhamento com bitola de diâmetro = 50 mm.

Continua...

Nelson Covas - TQS