Dimensionamento de vigas

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O dimensionamento desses elementos estruturais são feitos tendo em conta os estados limites últimos de rotura, de serviço e também de encurvadura nos elementos verticais.

Um exemplo de programa que facilita o dimensionamento de vigas é o CAD/TQS, que de forma resumida, funciona assim:

-No sistema CAD/TQS, todo o dimensionamento, detalhamento e desenho de vigas é realizado no sub-sistema CAD/Vigas, ativado dentro do Gerenciador.

- Em geral, os esforços nas vigas são obtidos através de um modelo de pórtico espacial, carregado com ações de vento, ações de peso próprio da estrutura (lajes-grelha, vigas e pilares) e possíveis sobrecargas. Os esforços obtidos do Pórtico-TQS (forças cortantes, momentos fletores e torsores e forças normais) são então transferidos para o CAD/Vigas para o dimensionamento e detalhamento dos elementos. Esses esforços são transferidos em forma de envoltórias de diversos carregamentos, possibillitando uma análise muito precisa e confiável.

Para as seções de dimensionamento são calculadas armaduras longitudinais (positivas e negativas) e transversais de acordo com a envoltória de esforços da viga.

[pic 1]

Levando em conta os cálculos, podemos observar o dimensionamento da seguinte forma, considerando-se apenas uma viga em “seção T”, apenas a título de exemplificação.

-Para o cálculo de uma viga de seção “T,” deve-se inicialmente determinar uma largura que contribui para resistir ao esforço solicitante. Esta largura de contribuição da mesa, bf mostrada na figura a seguir.

[pic 2]

[pic 3]

sendo l o vão correspondente da viga.

Se a altura comprimida (0,8 x) for menor ou igual à espessura da laje (hf), tem-se uma seção retangular com armadura simples, já vista. Quando x for maior do que hf, a forma da zona comprimida (sujeita à tensão 0,85fcd) tem a forma de um “T”. A análise da seção pode ser feita como se indica a seguir.

[pic 4]

O problema pode ser equacionado subdividindo a zona comprimida em retângulos (1 e 2).

As resultantes de tensão sobre as partes 1 e 2 valem:

Resultante do concreto na aba colaborante: Rcfd = 0,85 fcd (bf - bw) hf (1)

Resultante do concreto na alma: Rcwd = 0,85 fcd bw (0,8 x) (2)

A equação de equilíbrio de momento fornece:

Mud = Md = Mcfd + Mcwd = Rcfd (d - hf / 2) + Mcwd

ou

Mcwd = Md - Rcfd (d - hf / 2)

Este momento deve ser resistido pela parte 2 que é uma seção retangular bw por d.

Portanto:

[pic 5]

Com a posição da linha neutra, obtém-se a resultante do concreto na alma, Rcwd, através de (2).

A equação de equilíbrio de força permite escrever:

Rsd = As fyd = Rcfd + Rcwd

De onde se obtém a área de aço, As, necessária para resistir ao esforço solicitante.

REFERÊNCIAS

http://usuarios.upf.br/~zacarias/Cap-3-Caculo-de-Vigas.pdf

http://www.projetosengenharia.com/modelo-metodos-calculo-estruturas.php

http://www.tqs.com.br/conheca-os-sistemas-cadtqs/visao-geral/software-no-projeto-estutural