ANCORAGEM E EMENDA DE ARMADURAS - PDF
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Vagner Palha Aquino
1 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA UNESP - Campus de Bauru/SP FACULDADE DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Disciplina: ESTRUTURAS DE CONCRETO II NOTAS DE AULA ANCORAGEM E EMENDA DE ARMADURAS Prof. Dr. PAULO SÉRGIO DOS SANTOS BASTOS (wwwp.feb.unesp.br/pbastos) Bauru/SP Maio/2015
2 APRESENTAÇÃO Esta apostila tem o objetivo de servir como notas de aula na disciplina 2323 Estruturas de Concreto II, do curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia, da Universidade Estadual Paulista - UNESP Campus de Bauru/SP. O texto apresenta as prescrições contidas na NBR 6118/2014 ( Projeto de estruturas de concreto Procedimento ) para a ancoragem e emenda de barras de aço da armadura. Inclui-se o cálculo e detalhamento da ancoragem da armadura longitudinal de tração nos apoios de vigas de Concreto Armado. Agradecimentos a Éderson dos Santos Martins pela confecção dos desenhos. Críticas e sugestões são bem-vindas.
3 SUMÁRIO 1. ADERÊNCIA ENTRE CONCRETO E ARMADURA Aderência por Adesão Aderência por Atrito Aderência Mecânica Mecanismos da Aderência ADERÊNCIA E FENDILHAMENTO SITUAÇÕES DE BOA E DE MÁ ADERÊNCIA RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA ANCORAGEM DE ARMADURA PASSIVA POR ADERÊNCIA Comprimentos de Ancoragem Básico e Necessário Disposições Construtivas Prolongamento Retilíneo da Barra ou Grande Raio de Curvatura Barras Transversais Soldadas Ganchos das Armaduras de Tração Armadura Transversal na Ancoragem Ancoragem de Estribos EMENDA DE BARRAS Emenda por Transpasse Proporção de Barras Emendadas Comprimento de Transpasse de Barras Isoladas Tracionadas Comprimento de Transpasse de Barras Isoladas Comprimidas Armadura Transversal nas Emendas por Transpasse de Barras Isoladas ANCORAGEM DA ARMADURA LONGITUDINAL DE FLEXÃO EM VIGAS Decalagem do Diagrama de Força no Banzo Tracionado Modelo de Cálculo I Modelo de Cálculo II Ponto de Início de Ancoragem Armadura Tracionada nas Seções de Apoio Apoio com Momento Fletor Positivo Ancoragem da Armadura Longitudinal Positiva nos Apoios Extremos de Vigas Simples ou Contínuas Apoio Intermediário de Vigas Contínuas Ancoragem de Armadura Negativa em Apoios Extremos QUESTIONÁRIO... 36
4 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 1 1. ADERÊNCIA ENTRE CONCRETO E ARMADURA Uma ótima aderência entre a armadura de aço e o concreto é de fundamental importância para a existência do Concreto Armado, o que subentende o trabalho solidário e conjunto entre os dois materiais. Com a aderência procura-se garantir que não ocorra escorregamento relativo entre o concreto e as barras de aço. O fenômeno da aderência envolve dois aspectos: o mecanismo de transferência de força da barra de aço para o concreto que a envolve e a capacidade do concreto resistir às tensões oriundas dessa força. A transferência de força é possibilitada por ações químicas (adesão), por atrito e por ações mecânicas, e pode ser estudada considerando diferentes estágios, dependentes da intensidade da força, da textura da superfície da barra de aço e da qualidade do concreto. Existe uma classificação da aderência em três parcelas (por adesão, por atrito e mecânica), meramente esquemática, pois não é possível determinar precisamente a contribuição de cada uma delas individualmente. 1.1 Aderência por Adesão Após o lançamento do concreto fresco sobre uma chapa de aço (Figura 1), durante o endurecimento do concreto ocorrem ligações físico-químicas com a chapa de aço na interface, que faz surgir uma resistência de adesão, indicada pela força Rb1, que se opõe à separação dos dois materiais. A contribuição da adesão à aderência é pequena. R b1 concreto aço R b1 Figura 1 Aderência por adesão (FUSCO, 2000). 1.2 Aderência por Atrito Ao se aplicar uma força que tende a arrancar uma barra de aço inserida no concreto, verifica-se que a força de arrancamento (Rb2 Figura 2) é muito superior à força Rb1 relativa à aderência por adesão. Considera-se que a superioridade da força Rb2 sobre a força Rb1 é devida às tensões de cisalhamento b, que originam forças de atrito que opõem-se ao deslocamento relativo entre a barra de aço e o concreto. Existe, portanto, uma contribuição do atrito à aderência. A intensidade das forças de atrito depende do coeficiente de atrito entre o concreto e o aço, e quando existir, da intensidade de forças de compressão transversais ao eixo da barra (Pt - Figura 3), provenientes da retração do concreto, de ações externas, etc.
5 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 2 R b2 b Figura 2 Aderência por atrito sem forças de confinamento (FUSCO, 2000). P t P t R b2 b 1.3 Aderência Mecânica Figura 3 Aderência por atrito com forças de confinamento (FUSCO, 2000). A aderência mecânica é aquela proporcionada pelas saliências (também chamadas nervuras ou mossas) existentes na superfície das barras de aço de alta aderência, e às irregularidades da laminação no caso das barras lisas. As saliências criam pontos de apoio no concreto, que causam uma resistência ao escorregamento relativo entre a barra e o concreto (Figura 4). A aderência mecânica é a parcela mais importante e de maior intensidade da aderência total. Barras lisas R b3 Barras nervuradas R b3 1.4 Mecanismos da Aderência Figura 4 Aderência mecânica (FUSCO, 2000). A resistência de aderência pode ser determinada por meio de diferentes ensaios experimentais, sendo o mais comum o de arrancamento de uma barra de aço inserida em um volume de concreto. A Figura 5 mostra três diferentes corpos de prova utilizados em ensaios de arrancamento, que determinam a resistência média global de aderência, valor que é suficiente para atender aos requisitos básicos de projeto.
6 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 3 Figura 5 Tipos de corpos de prova utilizados em ensaio de arrancamento para determinação da resistência de aderência (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982). A Figura 6 mostra o diagrama esquemático resistência de aderência x deslocamento relativo (ou escorregamento) para uma barra com saliências, determinado em ensaio de arrancamento. O estágio I (da origem ao início da curva) corresponde à aderência por adesão, cuja ruptura ocorre com um deslocamento relativo muito pequeno, o que implica que a adesão colabora apenas com uma pequena parcela para a resistência de aderência total. Após a resistência por adesão ser superada, a transferência da força de arrancamento ao concreto ocorre principalmente pela ação de apoio ao concreto proporcionado pelas saliências (consolos de concreto Figura 7). resistência de aderência estágio IV estágio II estágio III estágio I deslocamento relativo Figura 6 Diagrama esquemático de resistência de aderência x escorregamento do ensaio de arrancamento (FIB, 1999).
7 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 4 No estágio II, a força de transferência é distribuída da barra ao concreto adjacente pela ação das saliências, que causam a formação de fissuras em forma de cone, iniciadas na parte superior das saliências. Nesse estágio os deslocamentos relativos ainda são pequenos, ocasionados pela deformação e esmagamento do concreto sob ação direta das saliências. As forças nas saliências são inclinadas em relação ao eixo da barra, e podem ser decompostas nas direções paralela e perpendicular ao eixo da barra (Figura 7a). A soma das componentes paralelas iguala a força de aderência, e a componente perpendicular introduz tensões de tração circunferenciais no entorno da barra, que podem resultar fissuras longitudinais e radiais (comumente chamadas fissuras de fendilhamento Figura 8). O estágio III inicia com o surgimento da primeira fissura radial, sendo também mantido pela ação das saliências sobre o concreto. No estágio IV podem ocorrer dois modos de ruptura. Se não existirem forças (como as forças Pt da Figura 2) de confinamento da barra ou se elas forem de baixa intensidade, as fissuras radiais propagam-se por toda a extensão do cobrimento de concreto, e a ruptura ocorre pela ação de fendilhamento do concreto (Figura 7a). Quando as tensões de confinamento são grandes o suficiente para prevenir o fendilhamento do cobrimento de concreto, a ruptura da aderência ocorre pelo arrancamento da barra, modificando o mecanismo de transferência de força de apoio das saliências no concreto para forças de atrito, em função da resistência ao cisalhamento dos consolos de concreto existentes (Figura 7b). componentes de força sobre a barra F forças sobre concreto fissuras a) Ruptura pelas fissuras de fendilhamento; componentes de força sobre o concreto força de confinamento F barra com saliência plano de ruptura b) Ruptura dos consolos por cisalhamento e consequente arrancamento da barra. Figura 7 Ação das saliências da barra de aço sobre o concreto e modos de ruptura (FUSCO, 2000).
8 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 5 2. ADERÊNCIA E FENDILHAMENTO Figura 8 Fissuras radiais de fendilhamento. A Figura 9 mostra a direção das tensões principais de tração e de compressão, em ensaio de arrancamento, para o caso de ancoragem por barra reta e ancoragem por meio de placa de aço na extremidade da barra. Ancoragem por aderência é o comprimento necessário para que a barra transfira sua força ao concreto. Na barra é aplicada a força de arrancamento Rs e o corpo de prova está apoiado em um dispositivo, que proporciona as forças D. No caso da placa de ancoragem e de não existir aderência entre o concreto e a barra, a resistência ao arrancamento é proporcionada pelo apoio da área da placa no concreto. Na região de ancoragem reta as tensões inclinadas de compressão propagam-se pelo concreto a partir da extremidade da barra, e oferecem resistência ao arrancamento da barra. R s R s Figura 9 Trajetórias das tensões principais em região de ancoragem de barra reta e com placa de ancoragem (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982). A força Rs de arrancamento na barra de aço leva à ocorrência de três tensões diferentes: tensões tangenciais (b) na interface aço-concreto (Figura 10), tensões diagonais de compressão (ce) e tensões transversais de tração (tt). As tensões ce são referentes às linhas tracejadas na Figura 9, e as tensões tt são referentes às linhas contínuas. As tensões de tração, aproximadamente perpendiculares à barra, produzem no concreto um esforço de tração transversal denominado esforço de fendilhamento, que pode alcançar no máximo 0,25 da força de tração na barra (Rs). O esforço de fendilhamento pode dar origem às chamadas fissuras de fendilhamento, como mostradas na Figura 11 e na Figura 12.
9 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 6 Figura 10 Tensões atuantes na ancoragem por aderência de barra com saliências (FUSCO, 2000). Figura 11 Fissuras de fendilhamento na região de ancoragem (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982). Figura 12 Fendilhamento ao longo da barra ancorada (FUSCO, 2000). Para evitar ou diminuir a possibilidade do surgimento de fissuras de fendilhamento, pode ser adotada uma armadura em forma de hélice (Figura 13b), comum nas peças de Concreto Protendido, ou uma armadura em forma de barras transversais (armadura de costura), dispostas ao longo da barra ancorada por aderência (Figura 13c). Esta armadura combate as tensões transversais de tração e impedem a ruptura longitudinal por fendilhamento. E também evitam que, se ocorrerem fissuras, estas alcancem a superfície do concreto (que poderia comprometer a durabilidade da peça devido à corrosão da barra de aço ancorada). Se ocorrerem tensões de compressão transversais independentes daquelas oriundas da ancoragem, o problema do fendilhamento fica diminuído (Figura 13a).
10 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 7 a) compressão transversal; b) cintamento helicoidal; c) armadura transversal de costura. Figura 13 Armadura para evitar fissuras de fendilhamento na ancoragem reta (FUSCO, 2000). Como afirma FUSCO (2000), o importante na ancoragem de barras tracionadas é garantir a manutenção da integridade das bielas diagonais comprimidas e assegurar que os esforços transversais de tração possam ser adequadamente resistidos. Nas vigas há um efeito favorável proporcionado pelas bielas comprimidas de concreto, devidas às forças cortantes (Figura 14). Além disso, os estribos atuam como armadura de costura, ao resistirem às tensões transversais de tração, e quanto mais próximos entre si, melhor. As bielas são os volumes de concreto entre as fissuras mostradas na Figura 10, e que resistem às tensões ce. Os esforços transversais, devidos às tensões tt podem ser resistidos por armaduras, como mostrado na (Figura 13). Figura 14 Atuação favorável dos estribos para evitar fissuras por fendilhamento na região de ancoragem reta (FUSCO, 2000). 3. SITUAÇÕES DE BOA E DE MÁ ADERÊNCIA Ensaios experimentais realizados mostraram que a resistência de aderência, de barras de aço posicionadas na direção vertical, é significativamente maior que a resistência de aderência de barras posicionadas na horizontal. Para as barras horizontais, a distância ao fundo ou ao topo da fôrma (superfície de concreto) determina a qualidade da aderência entre o concreto e a barra de aço. Assim ocorre porque, durante o adensamento e o endurecimento do concreto, a sedimentação do cimento e principalmente o fenômeno da exsudação 1, tornam o concreto da camada superior mais poroso, podendo diminuir a aderência à metade daquela das barras verticais. Em determinadas situações, que dependem basicamente da inclinação e da posição da barra de aço na massa de concreto (Figura 15), a NBR 6118 (item 9.3.1) define situações chamadas boa e má aderência. Consideram-se em boa situação quanto à aderência os trechos das barras que estejam em uma das posições seguintes: a) com inclinação maior que 45 sobre a horizontal; b) horizontais ou com inclinação menor que 45 sobre a horizontal, desde que: - para elementos estruturais com h < 60 cm, localizados no máximo 30 cm acima da face inferior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima; 1 Exsudação: segregação do concreto, com movimento para baixo de cimentos e agregados, e da água para cima, o que provoca regiões de concretos mais porosos e de menor aderência na parte superior das peças.
11 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 8 - para elementos estruturais com h 60 cm, localizados no mínimo 30 cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima. Os trechos das barras em outras posições, e quando do uso de formas deslizantes, devem ser considerados em má situação quanto à aderência. I 45 II I 45 h - 30 cm 30 cm h < 60 cm II I cm h - 30 cm h 60 cm Figura 15 Regiões de boa (I) e de má (II) aderência. 4. RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA A determinação da resistência de aderência (fbd) entre o concreto e a armadura é importante e necessária ao cálculo do comprimento de ancoragem e do comprimento de emenda das barras da armadura. A resistência de aderência depende da resistência do concreto, da rugosidade da superfície da barra de aço, da posição da barra na massa de concreto (situação de aderência) e do diâmetro da barra. As nervuras (saliências) na superfície da barra aumentam significativamente a resistência de aderência. Embora a distribuição da tensão de aderência sobre o comprimento de ancoragem seja não-linear (ver Figura 16), para aplicações práticas e de projeto considera-se seguro considerar uma tensão média de valor constante. De acordo com a NBR 6118 (item ), a resistência de aderência de cálculo entre a armadura e o concreto na ancoragem de armaduras passivas deve ser obtida pela seguinte expressão: fbd = fctd Eq. 1 onde: fctd = resistência de cálculo do concreto à tração direta: f ctd fctk,inf 0,7 fct,m 0,7. 0,3 3 2 fck, fck em MPa c c c 1 parâmetro que considera a rugosidade da barra de aço: 1 = 1,0 para barras lisas; 1 = 1,4 para barras entalhadas; 1 = 2,25 para barras nervuradas.
12 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 9 2 parâmetro que considera a posição da barra na peça: 2 = 1,0 para situações de boa aderência; 2 = 0,7 para situações de má aderência. 3 parâmetro que considera o diâmetro da barra: 3 = 1,0 para < 32 mm; 3 = (132 )/100, para 32 mm, com = diâmetro da barra em mm. A expressão de fbd é idêntica àquela constante do código MC-90 do CEB/FIP (1991). 5. ANCORAGEM DE ARMADURA PASSIVA POR ADERÊNCIA Define a NBR 6118 (item 9.4.1) que Todas as barras das armaduras devem ser ancoradas de forma que as forças a que estejam submetidas sejam integralmente transmitidas ao concreto, seja por meio de aderência ou de dispositivos mecânicos ou por combinação de ambos. A ancoragem por aderência da força na barra pode ser por meio de um comprimento reto ou com grande raio de curvatura, seguido ou não de gancho (item ). A ancoragem com dispositivos mecânicos acoplados à barra (detalhado no item da NBR 6118) é utilizada principalmente nas peças de Concreto Protendido, como por exemplo com a utilização de uma placa de aço acoplada à extremidade da barra de aço (item ), (ver Figura 9). Com exceção das regiões situadas sobre apoios diretos, as ancoragens por aderência devem ser confinadas por armaduras transversais (ver ) ou pelo próprio concreto, considerando-se este caso quando o cobrimento da barra ancorada for maior ou igual a 3 e a distância entre barras ancoradas for maior ou igual a 3. (NBR 6118, ). 5.1 Comprimentos de Ancoragem Básico e Necessário O comprimento de ancoragem de uma barra de aço depende da qualidade e da resistência do concreto, da posição e inclinação da barra na peça, da força de tração na barra e da conformação superficial da barra (saliências, entalhes, nervuras, etc.). A ancoragem reta da barra, como mostrada na Figura 16, é econômica e simples de projetar e executar. O comprimento de ancoragem é calculado admitindo-se que a tensão de aderência seja constante, o que não corresponde à realidade, como mostram os diagramas constantes da Figura 16, obtidos em ensaios experimentais de arrancamento. O comprimento de ancoragem básico de uma barra reta ( b - item da NBR 6118) é definido como o comprimento reto de uma barra de armadura passiva necessário para ancorar a força-limite As. fyd nessa barra, admitindo-se, ao longo desse comprimento, resistência de aderência uniforme e igual a fbd.
13 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 10 Figura 16 Diagrama de tensões de aderência na ancoragem reta de barra de aço. (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982). Conforme a Figura 17, a força na barra (Rst = As fyd) é equilibrada pela força resultante das tensões de aderência aplicadas ao concreto na superfície da barra: Rst = fbd. u. b Eq. 2 onde u é o perímetro da barra. Substituindo Rst por As fyd na Eq. 2, fica: As. fyd = fbd. u. b com u =. e As =. 2 /4 tem-se: b. f yd 4 f.. bd 2 f yd b Eq. 3 4 f bd com b 25.
14 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 11 Ø bd f bd R st b Figura 17 Comprimento de ancoragem básico de uma barra reta. O valor b da Eq. 3 é definido pela NBR 6118 como comprimento de ancoragem básico, isto é, o comprimento reto necessário para uma barra de armadura passiva ancorar a força limite As. fyd, admitindo, ao longo desse comprimento, resistência de aderência uniforme e igual a fbd. As tabelas anexas Tabela A-1 e Tabela A-2 fornecem o comprimento de ancoragem básico (b), para os aços CA-50 nervurado e CA-60 entalhado e os concretos do Grupo I de resistência. Para a determinação de b devem ser consideradas as colunas Sem, que indicam a ancoragem reta, sem gancho na extremidade da barra. Também é necessário considerar a situação de aderência (boa ou má). Nessas tabelas também são disponibilizados os comprimentos de ancoragem com ganho na extremidade da barra (colunas Com ), comprimento chamado necessário pela norma. A norma define o comprimento de ancoragem necessário (b,nec - item ), que leva em consideração a existência ou não de gancho e a relação entre a armadura calculada (As,calc) e a armadura efetivamente disposta (As,ef), cujo valor é: b,nec As,calc b b,mín Eq. 4 A s,ef onde: = 1,0 - para barras sem gancho; = 0,7 - para barras tracionadas com gancho, com cobrimento no plano normal ao do gancho 3; = 0,7 - quando houver barras transversais soldadas conforme ; = 0,5 - quando houver barras transversais soldadas conforme e gancho com cobrimento no plano normal ao do gancho 3; b = comprimento de ancoragem básico; As,calc = área da armadura calculada; As,ef = área da armadura efetiva. O comprimento de ancoragem deve atender ao comprimento de ancoragem mínimo: 0,3 b b,mín 10 Eq mm A norma permite, em casos especiais, considerar outros fatores redutores do comprimento de ancoragem necessário.
15 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras Disposições Construtivas Os itens da NBR 6118: Ancoragem de feixes de barras, Ancoragem de telas soldadas e Ancoragem de armaduras ativas, todos por aderência, não serão abordados nesta apostila Prolongamento Retilíneo da Barra ou Grande Raio de Curvatura Segundo a NBR 6118 ( ): As barras tracionadas podem ser ancoradas ao longo de um comprimento retilíneo ou com grande raio de curvatura em sua extremidade, de acordo com as condições a seguir: a) obrigatoriamente com gancho (ver ) para barras lisas; b) sem gancho nas que tenham alternância de solicitação, de tração e compressão; c) com ou sem gancho nos demais casos, não sendo recomendado o gancho para barras de > 32 mm ou para feixes de barras. As barras comprimidas devem ser ancoradas sem ganchos. Desse modo diminui-se a possibilidade de flambagem da barra, o que poderia levar ao rompimento do cobrimento de concreto, como mostrado na Figura 18. Figura 18 O gancho na ancoragem de barra comprimida pode ocasionar o rompimento do cobrimento de concreto (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982) Barras Transversais Soldadas Para aumentar a eficiência da ancoragem por aderência (Figura 19), a NBR 6118 ( ) permite que sejam utilizadas várias barras transversais soldadas para a ancoragem de barras, desde que: a) seja o diâmetro da barra soldada t 0,60 ; b) a distância da barra transversal ao ponto de início da ancoragem seja 5 ; c) a resistência ao cisalhamento da solda supere a força mínima de 0,3 As fyd (30 % da resistência da barra ancorada).
16 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 13 b,nec 5 b,nec 5 b,nec 5 b,nec 5 Figura 19 Critérios para posicionamento de barras transversais soldadas à barra ancorada. Para barra transversal única, ver item da NBR Ganchos das Armaduras de Tração Quando se fizer uso de ganchos nas extremidades das barras da armadura longitudinal de tração (Figura 20), os ganchos podem ser NBR 6118 ( ): a) semicirculares, com ponta reta de comprimento não inferior a 2 ; b) em ângulo de 45 (interno), com ponta reta de comprimento não inferior a 4 ; c) em ângulo reto, com ponta reta de comprimento não inferior a 8. Para as barras lisas, os ganchos devem ser semicirculares. 8 Ø D Ø F t 4 Ø Ø F t 2 Ø Ø F t Figura 20 Características dos ganchos nas extremidades de barras tracionadas. O diâmetro interno da curvatura dos ganchos das armaduras longitudinais de tração deve ser pelo menos igual ao estabelecido na Tabela 1.
17 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 14 Tabela 1 Diâmetro dos pinos de dobramento (D) (Tabela 9.1 da NBR 6118). Bitola (mm) Tipo de aço CA-25 CA-50 CA-60 < Quando houver barra soldada transversal ao gancho e a operação de dobramento ocorrer após a soldagem, devem ser mantidos os diâmetros dos pinos de dobramento da Tabela 9.1, se o ponto de solda situar-se na parte reta da barra, a uma distância mínima de 4 do início da curva. Caso essa distância seja menor, ou o ponto se situe sobre o trecho curvo, o diâmetro do pino de dobramento deve ser no mínimo igual a 20. Quando a operação de soldagem ocorrer após o dobramento, devem ser mantidos os diâmetros da Tabela 9.1. (NBR 6118, ) Armadura Transversal na Ancoragem Para barras com < 32 mm a NBR 6118 ( ) prescreve: Ao longo do comprimento de ancoragem deve ser prevista armadura transversal capaz de resistir a 25 % da força longitudinal de uma das barras ancoradas. Se a ancoragem envolver barras diferentes, prevalece, para esse efeito, a de maior diâmetro. No caso de barras com 32 mm a NBR 6118 ( ) prescreve: Deve ser verificada a armadura em duas direções transversais ao conjunto de barras ancoradas. Essas armaduras transversais devem suportar as tensões de fendilhamento segundo os planos críticos, respeitando o espaçamento máximo de 5 (onde é o diâmetro da barra ancorada). Quando se tratar de barras comprimidas, pelo menos uma das barras constituintes da armadura transversal deve estar situada a uma distância igual a quatro diâmetros (da barra ancorada) além da extremidade da barra Ancoragem de Estribos A NBR 6118 (9.4.6) prescreve: A ancoragem dos estribos deve necessariamente ser garantida por meio de ganchos ou barras longitudinais soldadas. Os ganchos dos estribos podem ser: a) semicirculares ou em ângulo de 45 (interno), com ponta reta de comprimento igual a 5 t, porém não inferior a 5 cm; b) em ângulo reto, com ponta reta de comprimento maior ou igual a 10 t, porém não inferior a 7 cm (este tipo de gancho não pode ser utilizado para barras e fios lisos). A Figura 21 ilustra os ganchos nas pontas do estribo. O diâmetro interno da curvatura dos estribos deve ser no mínimo igual ao valor apresentado na Tabela 2. Tabela 2 Diâmetro dos pinos de dobramento para estribos (Tabela 9.2 da NBR 6118). Bitola (mm) Tipo de aço CA-25 CA-50 CA t 3 t 3 t 10 < < 20 4 t 5 t t 8 t -
18 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 15 No item a NBR 6118 prescreve como deve ser a ancoragem de estribos por meio de barras transversais soldadas t cm 5 5 cm t D D t t cm t D t 6. EMENDA DE BARRAS Figura 21 Tipos de ganchos para os estribos. As barras de aço apresentam usualmente o comprimento em torno de 12 m. Em elementos estruturais de comprimento superior a 12 m, como vigas e pilares por exemplo, torna-se necessário fazer a emenda das barras. A NBR 6118 (9.5) apresenta a emenda das barras, segundo um dos seguintes tipos: a) por traspasse (ou transpasse); b) por luvas com preenchimento metálico, rosqueadas ou prensadas; c) por solda; d) por outros dispositivos devidamente justificados. No caso das emendas do tipo luva e solda, o concreto não participa da transmissão de forças de uma barra para outra, podendo as emendas serem dispostas em qualquer posição. No caso da emenda por traspasse é necessário que o concreto participe na transmissão dos esforços. Nesta apostila serão mostradas apenas as características das emendas por transpasse, que são bem mais comuns na prática das estruturas de concreto. 6.1 Emenda por Transpasse No caso de emenda de barras por transpasse, a emenda é feita pela simples justaposição longitudinal das barras num comprimento de emenda bem definido, como mostrado na Figura 22 e na Figura 23. A NBR 6118 (item 9.5.2) estabelece que a emenda por transpasse só é permitida
19 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 16 para barras de diâmetro até 32 mm. Cuidados especiais devem ser tomados na ancoragem e na armadura de costura de tirantes e pendurais (elementos estruturais lineares de seção inteiramente tracionada). No caso de feixes, o diâmetro do círculo de mesma área, para cada feixe, não pode ser superior a 45 mm, respeitados os critérios estabelecidos em A transferência da força de uma barra para outra numa emenda por transpasse ocorre por meio de bielas inclinadas de compressão, como indicadas na Figura 23. Ao mesmo tempo surgem também tensões transversais de tração, que requerem uma armadura transversal na região da emenda. Figura 22 Aspecto da fissuração na emenda de duas barras. (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982). 0t Figura 23 Transmissão da força R s por bielas comprimidas inclinadas de concreto e tração transversal em emenda de barras tracionadas (LEONHARDT e MÖNNIG, 1982). As barras a serem emendadas devem ficar próximas entre si, numa distância não superior a 4 (Figura 24). Barras com saliências podem ficar em contato direto, dado que as saliências mobilizam o concreto para a transferência da força. Figura 24 Espaçamento máximo entre duas barras emendadas por transpasse. O padrão de fissuração na ruptura de emendas depende do cobrimento de concreto nas duas direções, como mostrado na Figura 25. A ruptura do cobrimento na região da emenda ocorre de uma ou outra forma, dependendo do espaçamento entre as emendas. A resistência da emenda depende do comprimento de transpasse, do diâmetro e espaçamento das barras e da resistência do concreto. O aumento do comprimento de transpasse não aumenta a resistência da emenda na mesma proporção.
20 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 17 c c s s e cs 0,85 cb b 2,5 Ø c cs > 0,85 cb 2 1 cs 4,0 cb cs > 4,0 cb 2 1 cs 8,0 cb 1 fissura pré-ruptura 2 fissura na ruptura Figura 25 Padrão de fissuração em função da espessura do cobrimento. (FÉDERATION INTERNATIONALE DU BÉTON, 1999) Proporção de Barras Emendadas Como visto, a emenda de barras introduz tensões de tração e de compressão no concreto na região da emenda. Para evitar altas concentrações de tensão, deve-se limitar a quantidade de emendas numa mesma seção da peça. A NBR 6118 ( ) considera na mesma seção transversal as emendas que se superpõem ou cujas extremidades mais próximas estejam afastadas de menos que 20 % do comprimento do trecho de traspasse., como indicado na Figura 26. Quando as barras têm diâmetros diferentes, o comprimento de traspasse deve ser calculado pela barra de maior diâmetro. No esquema da Figura 26, 01 e 02 são os comprimentos das emendas de quatro barras. O critério para definir se duas emendas são consideradas ou não na mesma seção da peça é função da distância a: - se a < 0,201 as emendas ocorrem na mesma seção; - se a > 0,201 as emendas ocorrem em seções diferentes. Ou seja, as emendas não necessitam estarem perfeitamente alinhadas para serem consideradas na mesma seção ao longo da peça. > < 0,2 a Figura 26 Emendas supostas na mesma seção transversal.
21 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 18 As barras tracionadas de uma armadura principal que podem ser emendadas em uma mesma seção transversal devem obedecer uma proporção máxima, apresentada na Tabela 3. Tabela 3 Proporção (%) máxima de barras tracionadas emendadas (Tabela 9.3 da NBR 6118). Tipo de barra Situação Tipo de carregamento Estático Dinâmico Alta aderência Em uma camada 1) Em mais de uma camada 2) Lisa < 16 mm mm Nota: 1) Camada indica se as barras emendadas encontram-se em um mesmo nível, ou em níveis (camadas) diferentes. A adoção de proporções maiores que as indicadas deve ser justificada quanto à integridade do concreto na transmissão das forças e da capacidade resistente da emenda, como um conjunto, frente à natureza das ações que a solicitem. Quando se tratar de armadura permanentemente comprimida ou de distribuição, todas as barras podem ser emendadas na mesma seção Comprimento de Transpasse de Barras Isoladas Tracionadas Quando a distância livre entre barras emendadas estiver compreendida entre 0 e 4, o comprimento do trecho de traspasse para barras tracionadas deve ser: (NBR 6118, ) 0t 0t b,nec 0t,mín Eq. 6 onde: b,nec = comprimento de ancoragem necessário, como definido no item 5.1; b = comprimento de ancoragem básico, como definido no item 5.1; 0t = coeficiente que é função da porcentagem de barras emendadas na mesma seção, conforme a Tabela 4. 0,3 0t b 0t,mín 15 Eq mm Tabela 4 Valores do coeficiente 0t (Tabela 9.4 da NBR 6118). Barras emendadas na mesma seção (%) > 50 Valores de 0t 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Quando a distância livre entre barras emendadas for maior que 4, ao comprimento calculado em deve ser acrescida a distância livre entre as barras emendadas. A armadura transversal na emenda deve ser justificada, considerando o comportamento conjunto concreto-aço, atendendo ao estabelecido em (NBR 6118, ). A Eq. 6 mostra que o comprimento de emenda de barras tracionadas é o comprimento de ancoragem básico majorado de 1,2 a 2,0 (Tabela 4). E quanto maior a quantidade de barras emendadas em uma mesma seção, maior deve ser o comprimento da emenda.
22 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras Comprimento de Transpasse de Barras Isoladas Comprimidas Nas emendas de barras comprimidas existe o efeito favorável da ponta da barra e, por este motivo, o comprimento da emenda (0c) não é majorado como no caso de emenda de barras tracionadas (NBR 6118, ). O comprimento de transpasse é: 0c b,nec 0c,mín Eq. 8 onde: b = comprimento de ancoragem básico, como definido no item 5.1; b,nec = comprimento de ancoragem necessário, como definido no item ,6 b 0c,mín 15 Eq mm Armadura Transversal nas Emendas por Transpasse de Barras Isoladas Com o objetivo de combater as tensões transversais de tração, que podem originar fissuras na região da emenda, a NBR 6118 recomenda a adoção de armadura transversal à emenda, em função da emenda ser de barras tracionadas, comprimidas ou fazer parte de armadura secundária Armadura Principal Tracionada Quando < 16 mm ou a proporção de barras emendadas na mesma seção for menor que 25 %, a armadura transversal deve satisfazer o descrito em Nos casos em que 16 mm ou quando a proporção de barras emendadas na mesma seção for maior ou igual a 25 %, a armadura transversal deve: - ser capaz de resistir a uma força igual à de uma barra emendada, considerando os ramos paralelos ao plano da emenda; - ser constituída por barras fechadas se a distância entre as duas barras mais próximas de duas emendas na mesma seção for < 10 ( = diâmetro da barra emendada); - concentrar-se nos terços extremos da emenda. (Figura 27). A st / 2 A st / mm 1/3 1/3 0 0 Figura 27 Disposição da armadura transversal nas emendas de barras tracionadas. 0
23 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras Armadura Principal Comprimida Devem ser mantidos os critérios estabelecidos para o caso anterior, com pelo menos uma barra de armadura transversal posicionada 4 além das extremidades da emenda. Figura 28, (NBR 6118, ). A / 2 A / 2 st st 150 mm 4 1/3 1/ Figura 28 Disposição da armadura transversal nas emendas de barras comprimidas Armaduras Secundárias Quando < 16 mm ou a proporção de barras emendadas na mesma seção for menor que 25 %, a área da armadura transversal deve resistir a 25 % da força longitudinal atuante na barra. Os itens , e da NBR 6118 tratam, respectivamente, de emendas de feixes de barras por transpasse, emendas por luvas rosqueadas e emendas por solda. Esses tipos de emendas são menos comuns na prática das construções e não serão abordados nesta apostila. 7. ANCORAGEM DA ARMADURA LONGITUDINAL DE FLEXÃO EM VIGAS Neste item será verificado como deve ser feito o detalhamento da armadura longitudinal de tração de vigas, ou até que posição do vão as barras devem se estender, e também a ancoragem de barras nos apoios intermediários e extremos. 7.1 Decalagem do Diagrama de Força no Banzo Tracionado A decalagem ou deslocamento do diagrama de forças Rsd (MSd /z) deve ser feito para se compatibilizar o valor da força atuante na armadura tracionada, determinada no banzo tracionado da treliça de Ritter-Mörsch, com o valor da força determinada segundo o diagrama de momentos fletores de cálculo. Para determinação do ponto de interrupção ou dobramento das barras longitudinais nas peças fletidas, o diagrama de forças Rsd na armadura deve ser deslocado, aplicando-se aos pontos uma translação paralela ao eixo da peça, de valor a. A NBR 6118 prescreve o seguinte (item ): Quando a armadura longitudinal de tração for determinada através do equilíbrio de esforços na seção normal ao eixo do elemento estrutural, os efeitos provocados pela fissuração oblíqua podem ser substituídos no cálculo pela decalagem do diagrama de força no banzo tracionado. Essa decalagem pode ser substituída, aproximadamente, pela correspondente decalagem do diagrama de momentos fletores.
24 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 21 O valor da decalagem a deve ser adotado em função do modelo de cálculo escolhido no dimensionamento da armadura transversal, conforme mostrado a seguir Modelo de Cálculo I é: A equação para determinação da decalagem a (item ), para o Modelo de Cálculo I VSd,máx a d (1 cot g ) cot g d Eq (VSd,máx V c) com: a = d para a 0,5d V V, e: Sd,máx, no caso geral; c a 0,2d, para estribos inclinados a 45. VSd,máx = força cortante solicitante de cálculo; Vc = parcela da força cortante absorvida por mecanismos complementares ao da treliça. Para estribo vertical ( = 90) a Eq. 10 torna-se: d VSd,máx a d Eq (V V ) Sd,máx c A decalagem do diagrama de força no banzo tracionado pode também ser obtida simplesmente empregando a força de tração, em cada seção, pela expressão: F Sd,cor M M Sd 1 Sd,máx VSd cot g cot g z 2 Eq. 12 z onde: MSd,máx = momento fletor máximo de cálculo no trecho em análise Modelo de Cálculo II Em a NBR 6118 estabelece a equação para determinação da decalagem a a ser aplicada no diagrama de momentos fletores, para o Modelo de Cálculo II: a 0,5 d (cot g cotg ) Eq. 13 onde: a 0,5d, no caso geral; a 0,2d, para estribos inclinados a 45. A decalagem do diagrama de força no banzo tracionado pode também ser obtida simplesmente empregando a força de tração, em cada seção, dada na Eq Ponto de Início de Ancoragem Define-se a seguir em que ponto ao longo do vão de uma viga pode-se retirar de serviço a barra da armadura longitudinal tracionada de flexão. O procedimento é geralmente feito na prática com o propósito de diminuir o consumo de aço.
25 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 22 No item a NBR 6118 define as regras a serem aplicadas na distribuição da armadura longitudinal, ancoradas por aderência, segundo o texto: O trecho da extremidade da barra de tração, considerado como de ancoragem, tem início na seção teórica, onde sua tensão s começa a diminuir (a força de tração na barra da armadura começa a ser transferido para o concreto). Deve prolongar-se pelo menos 10 além do ponto teórico de tensão s nula, não podendo em caso algum, ser inferior ao comprimento necessário estipulado em Assim, na armadura longitudinal de tração dos elementos estruturais solicitados por flexão simples, o trecho de ancoragem da barra deve ter início no ponto A do diagrama de forças Rsd = MSd /z, decalado do comprimento a. Esse diagrama equivale ao diagrama de forças corrigido FSd,cor. Se a barra for dobrada, o trecho de ancoragem deve prolongar-se além de B, no mínimo 10. Se a barra for dobrada, o início do dobramento pode coincidir com o ponto B. A Figura 29 ilustra o texto. b,nec 10 Ø a A B R Sd a a a R Sd = M Sd /z 10 Ø B Barra i a A b,nec 10 Ø diagrama de força de tração resistente Barra i Figura 29 Cobertura do diagrama de força de tração solicitante pelo diagrama resistente. Nos pontos intermediários entre A e B, o diagrama resistente linearizado deve cobrir o diagrama solicitante. Para as barras alojadas nas mesas ou lajes, e que façam parte da armadura da viga, o ponto de interrupção da barra é obtido pelo mesmo processo anterior, considerando ainda um comprimento adicional igual à distância da barra à face mais próxima da alma. (NBR 6118, ). A viga mostrada na Figura 30 será utilizada para explicar as regras da norma. A viga é de um tramo e biapoiada em dois pilares, com carregamento uniformemente distribuído que causa momentos fletores positivos ao longo do vão, e momentos fletores negativos nos apoios extremos, considerados engastes elásticos. A viga é considerada ter simetria na posição do momento fletor máximo positivo (Mmáx). Na Figura 30 está também mostrado o diagrama de momentos fletores
26 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 23 (MSd) decalado de a, onde a1 é a decalagem determinada com a força cortante solicitante no apoio esquerdo, e a2 é determinada com a força cortante no apoio direito. Para armadura longitudinal positiva de flexão no vão (A,vão), a viga tem seis barras de mesmo diâmetro, agrupadas de duas em duas (2N2, 2N3 e 2N4), posicionadas em duas camadas, como mostrado na Figura 30, para proporcionar resistência ao momento fletor positivo máximo (Mmáx). Existem também duas barras superiores próximas aos apoios (negativas - 2N1), responsáveis por proporcionar resistência aos momentos fletores negativos existentes na ligação da viga com os pilares extremos. No detalhamento das armaduras superiores existem algumas possibilidades. As barras N1 podem ser estendidas ao longo de todo o vão, de apoio a apoio, de modo que no trecho interno do vão as barras servem para fixação dos estribos (alternativa 1 na Figura 31). Quando se deseja economia, as barras N1 podem ser interrompidas e estendidas somente no trecho do momento fletor de ligação, e no trecho interno do vão devem ser dispostas duas barras construtivas (armadura chamada porta-estribo 2N5 da alternativa 2 na Figura 31), posicionadas nos vértices dos estribos para a sua amarração. 2 No caso das barras da armadura positiva, ao menos duas devem ser estendidas até os apoios extremos do tramo, para comporem a armadura longitudinal a ancorar nos apoios. Geralmente, as barras dos vértices do estribo (N2) e que são estendidas até os apoios para a ancoragem. As demais barras positivas podem ser interrompidas ( cortadas ) antes dos apoios, conforme o cobrimento do diagrama de momentos fletores decalado de a, de acordo com as regras mostradas na Figura 29. A Figura 31 mostra o diagrama de momentos fletores solicitantes de cálculo (MSd), decalado de a conforme mostrado na Figura 30, e com o cobrimento do diagrama de MSd 3. Está suposto que as barras N3 e N4 não necessitam ser estendidas até os apoios para a ancoragem. O momento fletor positivo máximo está dividido em três partes iguais, conforme os três grupos (2N2, 2N3 e 2N4), e cada grupo proporciona resistência a uma parcela do momento máximo. As duas barras N2, como já comentado, devem se estender até os apoios e ancorar em um comprimento a partir da face do apoio, como apresentado no item Se as duas barras (N2) não forem suficientes para atender a área necessária à ancorar no apoio, as duas barras N3 podem também ser estendidas até os apoios. Outra possibilidade é estender até os apoios somente as duas barras N2, e acrescentar grampos para atender a área de armadura a ancorar no apoio (ver item 7.3.2). 2 No caso do momento fletor positivo no vão requerer armadura comprimida ( armadura dupla - A s), as barras N1 (estendidas ao longo de todo o vão alternativa 1 na Figura 31) ou as barras N5 (alternativa 2) deverão atender à área A s necessária. 3 O desenho do diagrama de momentos fletores é geralmente feito segundo duas escalas, uma para a direção vertical, e outra para a direção horizontal.
27 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 24 2N1 1 h 2N4 1 t 1 0 t 2 2N2 2N3 CORTE 1 2N1 2N5 2N1 a b 2N4 2N3 2N2 b a p ef Mmáx a 1 a 2 a 1 a 2 MSd a 1 a 2 a 1 a 2 a 1 a 2 Figura 30 Viga biapoiada para análise do cobrimento do diagrama de momentos fletores positivos. No cobrimento do diagrama de momentos fletores, as barras N4 devem estender-se do comprimento b,nec além dos pontos AN4, mas devem alcançar, no mínimo, as seções situadas 10
28 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 25 além dos pontos BN4 4. De modo que as barras devem ser estendidas até as seções mais distantes, que resulte no maior comprimento. É o procedimento a ser aplicado em todas as barras, positivas ou negativas. As barras N3 devem estender-se do comprimento b,nec além dos pontos AN3, mas devem prolongar-se pelo menos até as seções distantes 10 dos pontos BN3. Se o comprimento b,nec ultrapassar a seção distante 10 além do ponto BN3, as barras devem prolongar-se em b,nec, pois o valor mínimo 10 terá sido atendido. Isso ocorre para o caso das barras negativas N1 (alternativa 2 na Figura 31), onde b,nec prolonga-se além da seção 10 do ponto BN1. 2N1 (alternat.1) 2N1 2N5 (alternat.2) 2N1 b,nec N1 b,nec N1 A N1 10Ø N1 10Ø N1 A N1 B N2 B N1 2N2 B N1 B N2 M Sd = A N2 B N3 2N3 = A N2 B N3 B N4 = A N3 2N4 B N4 = A N3 A N4 A N4 10Ø N3 10Ø N4 10Ø N4 10Ø N3 b,nec N3 b,nec N4 2N4 b,nec N4 b,nec N3 b 2N3 b a a Figura 31 Cobrimento do diagrama de momentos fletores positivos em uma viga biapoiada simétrica. Com a viga mostrada na Figura 32 tem-se a intenção de apresentar, segundo a norma, o cobrimento do diagrama de momentos fletores negativos no apoio intermediário P2, que definirá o comprimento das barras da armadura negativa sobre este apoio, ou seja, até quais seções ao longo dos tramos da viga as barras deverão se estender. Para simplicidade de análise, a viga mostrada na Figura 32 é simétrica em geometria e carregamento, tem dois tramos e três apoios, simples no pilar P2 e engaste elástico nos pilares extremos P1 e P3. Supõe-se que a armadura longitudinal negativa, dimensionada para o momento fletor máximo negativo no pilar P2, seja constituída por seis barras de mesmo diâmetro, dispostas na seção transversal em duas camadas, conforme detalhe mostrado na Figura 32. Para fazer o cobrimento do diagrama de MSd, deve-se determinar de que modo as barras serão agrupadas. A 4 Os pontos A N4 são aqueles onde os momentos fletores resistidos pelas barras N4 começam a diminuir (as tensões σ s começam a diminuir), e os pontos B N4 são aqueles onde os momentos fletores resistidos pelas barras do grupo tornam-se nulos (as tensões σ s nas barras são nulas). Os pontos B N4 são também os pontos A N3, pois os momentos fletores passam a ser resistidos pelas barras do grupo N3.
29 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 26 indicação é de que as duas barras dos vértices dos estribos formem um grupo e tenham o maior comprimento entre todas as barras negativas. 5 As demais barras devem preferencialmente ser agrupadas de modo a resultar um detalhamento simples e econômico, que facilite a execução da armadura. No caso de se sobrepor a simplificação à economia, as duas barras N2 podem compor o grupo das barras N1, e o detalhamento fica simplificado, pois as quatro barras (2N1 e 2N2) terão o mesmo comprimento. No cobrimento mostrado na Figura 33, as seis barras foram separadas em três grupos (2N1, 2N2 e 2N3), com cada grupo sendo responsável por resistir a uma parcela do momento fletor máximo, proporcional à área de armadura do grupo. P1 P2 P3 p p 2N2 2N1 tramo 1 tramo 2 ef,1 ef,2 2N3 M - máx M + máx Figura 32 Viga para análise do cobrimento do diagrama de momentos fletores negativos no apoio P2. As duas barras dos vértices do estribo (N1) devem cobrir a parte mais inferior do diagrama de MSd, para assim resultarem no maior comprimento. As demais barras, compondo outros grupos, terão comprimentos menores, por cobrirem porções superiores do diagrama de MSd. O segmento que representa o momento fletor negativo máximo deve ser dividido proporcionalmente às áreas das barras que compõem os grupos. No exemplo, as seis barras foram agrupadas em três grupos, e como cada grupo tem a mesma área de aço, o segmento foi dividido em três partes iguais. 5 Essas barras dever ser as de maior diâmetro, no caso de existirem dois ou mais diâmetros diferentes para a armadura negativa no apoio.
30 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 27 2N1 2N2 2N3 10Ø N1 10Ø N2 a 1 b,nec N1 B N2 10Ø N3 = A N1 b,nec N2 B N3 a 1 = A N2 b,nec N3 2N3 a A N3 1 2N2 2N1 a 2 2N3 A N3 b,nec N3 b,nec N2 B N3 = A N2 2N2 10Ø N3 a 2 10Ø N2 b,nec N1 B N2 = A N1 2N1 10Ø N1 a 2 B N1 P2 B N1 Figura 33 Cobrimento do diagrama de momentos fletores negativos no apoio intermediário P Armadura Tracionada nas Seções de Apoio Segundo a NBR 6118 (item ), Os esforços de tração junto aos apoios de vigas simples ou contínuas devem ser resistidos por armaduras longitudinais [...]. Os diferentes casos são apresentados a seguir Apoio com Momento Fletor Positivo No caso de ocorrência de momento fletor positivo no apoio, a armadura deve ser dimensionada para o momento que ocorre na seção. A ancoragem da armadura no apoio deve atender aos critérios apresentados na Figura Ancoragem da Armadura Longitudinal Positiva nos Apoios Extremos de Vigas Simples ou Contínuas Apoio extremo pode ser definido como o apoio onde não ocorre a continuidade da viga, geralmente o primeiro e o último (Figura 34). Apoio extremo Apoio interno Apoio extremo Figura 34 Definição de apoio extremo e interno de viga. A ancoragem da armadura longitudinal positiva nos apoios extremos de vigas simples ou contínuas é muito importante para a segurança estrutural, devendo por isso ser cuidadosamente avaliada. Nos apoios extremos, a fim de garantir a ancoragem da diagonal de compressão e devido à decalagem de a do diagrama de momentos fletores, surge um momento fletor (Figura 35), geralmente positivo e que traciona a borda inferior do apoio, dado por:
31 UNESP (Bauru/SP) Ancoragem e Emenda de Armaduras 28 Md,apoio = VSd. a Eq. 14 com: VSd = força cortante solicitante de cálculo no apoio; a = decalagem do diagrama de momentos fletores na região do apoio. Para o momento fletor no apoio deve-se dispor uma armadura resistente, a ser convenientemente ancorada no apoio. Tomando o equilíbrio das forças resultantes na seção de apoio, o momento fletor deve ser igual à força resultante na armadura tracionada multiplicada pelo braço de alavanca z: Md,apoio = FSd. z Eq. 15 F Sd V Sd V Sd a M Sd M d,apoio diagrama deslocado Figura 35 Momento fletor no apoio devido ao deslocamento a do diagrama. Igualando a Eq. 14 com a Eq. 15 encontra-se: VSd. a = FSd. z Fazendo o braço de alavanca z aproximadamente igual à altura útil d (z d) e isolando Fsd encontra-se: F a Eq. 16 d Sd V Sd Quando existir uma força de tração (NSd) aplicada na viga na região do apoio, à Eq. 16 deve ser acrescentada essa força: F Sd a VSd NSd Eq. 17 d A área de armadura longitudinal a ancorar no apoio, necessária para resistir à força RSd, é dada por: