Cálculo de áreas de aço para vigas

O método utilizado nesse artigo é o de Tepedino, deve-se para isso calcular o coeficiente K. Você pode conferir clicando aqui.

Inicialmente deve-se calcular o valor característico da resistência de escoamento do aço conforme a equação 1.

(1)

Em que:

fyk  é a resistência característica ao escoamento; e

γs  é o coeficiente de ponderação da resistência do aço.

A resistência característica ao escoamento é dada pelo valor que acompanha o CA na nomenclatura do aço. Como exemplo, temos as barras com CA-50, portanto, essa resistência vale 50 kN/cm². Já o coeficiente de ponderação da resistência do aço se obtém na TAB. 1 e tem valor de 1,15 para o aço em combinações normais.

Tabela 1 - Valores dos coeficientes γc e γs

Fonte: ABNT NBR 6118:2014 p.64

Para o cálculo  da armadura parcial de tração em vigas, se usa a equação 2:

(2)

Em que:

fc  é a resistência à compressão do concreto;

b  é a base da seção analisada;

d  é a altura útil;

fyd  é o valor característico da resistência de escoamento do aço; e

K'  é o coeficiente adimensional que mede a intensidade do momento fletor interno resistente de cálculo devido ao concreto comprimido.

Pode-se simplificar as etapas de cálculo fazendo a seguinte consideração:

Em que:

As1 é a armadura parcial de tração;

As é a área de aço principal;

K é o coeficiente k calculado; e

KL é o valor limite descrito na ABNT NBR 6118.

Portanto, caso o coeficiente K seja menor que o limite, a área de aço final pode ser calculada diretamente, realizando somente a comparação com a área de aço mínima, conforme a equação 3.

(3)

Em que:

b  é a base da seção analisada (valor constante de 100 cm em lajes); e

h  é a altura total da seção transversal.

Já para as situações em que o coeficiente K calculado é maior que o limite, é necessário o uso de armação dupla. Assim, se descarta a simplificação especificada anteriormente ( As1= As) e deve-se calcular a armadura de compressão e ao fim a armadura de tração. Inicialmente deve-se calcular a armadura parcial de tração e compressão, conforme a equação 4.

(4)

Em que:

fc  é a resistência à compressão do concreto;

b  é a base da seção analisada;

d  é a altura útil;

fyd  é o valor característico da resistência de escoamento do aço;

K é o coeficiente adimensional que mede a intensidade do momento fletor externo solicitante de cálculo;

K' é o coeficiente adimensional que mede a intensidade do momento fletor interno resistente de cálculo devido ao concreto comprimido.

d'  é a distância do eixo da armadura de tração até a fibra mais comprimida da seção de concreto;

Para se calcular a armadura final, quando se tem K>K_L, deve-se utilizar para armadura de tração:

Em que:

As1 é a armadura parcial de tração; e 

As2 é a armadura parcial de tração e compressão.

Para armadura de compressão:

Em que:

As2 é a armadura parcial de tração e compressão; e

φ  é o nível de tensão da armadura comprimida.

Conforme Silva (2015), para que se obtenha nível de tensão igual a 1, com utilização de aço CA-50, deve-se ter valor de d’/d menor ou igual a 0,184 e valor de d/d’ maior ou igual a 5,439.

Mesmo não utilizando a simplificação do início desse artigo, deve-se sempre comparar as armaduras de tração ou compressão com a armadura mínima, descrita na equação 3.