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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
Estruturas de Betão I
1/168
2011/2012
O	
  Eurocódigo	
  2	
  
M1	
  –	
  3.	
  Materiais	
  
Escoras	
  e	
  Tirantes	
  
M2	
  –	
  2.	
  Flexão	
  Simples	
  
Sumário
Estruturas de Betão I
2/168
2011/2012
O	
  Eurocódigo	
  2	
  
M1	
  –	
  3.	
  Materiais	
  
Escoras	
  e	
  Tirantes	
  
M2	
  –	
  2.	
  Flexão	
  Simples	
  
Sumário
Estruturas de Betão I
3/168
2011/2012
O Eurocódigo 2
Estruturas de Betão I
4/168
2011/2012
O Eurocódigo 2
Estruturas de Betão I
5/168
2011/2012
O Eurocódigo 2
Estruturas de Betão I
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2011/2012
O	
  Eurocódigo	
  2	
  
M1	
  –	
  3.	
  Materiais	
  
Escoras	
  e	
  Tirantes	
  
M2	
  –	
  2.	
  Flexão	
  Simples	
  
Sumário
Estruturas de Betão I
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2011/2012
M1 – 3. Materiais
Estruturas de Betão I
8/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
9/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
14/168
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
15/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
27/168
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
28/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
29/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
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2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Estruturas de Betão I
33/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: BETÃO
Axial C ircum fe re ntial
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
Strain (µε)
Normalized
Axial
S
tress
(f
c
/f´
c
)
AC4 (1 ply)
AC5 (2 plies)
AC6 (3 plies)
REF
Estruturas de Betão I
34/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
35/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
36/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
37/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
38/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
39/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
40/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
41/168
2011/2012
M1 – 3. Materiais: AÇO
Estruturas de Betão I
42/168
2011/2012
O	
  Eurocódigo	
  2	
  
M1	
  –	
  3.	
  Materiais	
  
Escoras	
  e	
  Tirantes	
  
M2	
  –	
  2.	
  Flexão	
  Simples	
  
Sumário
Estruturas de Betão I
43/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
44/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
45/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
46/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
47/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
48/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
49/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
50/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
51/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
52/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
53/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
54/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
55/168
2011/2012
3
2 2 10
c
ε −
= ×
Para as classes C12/15 ~ C50/60:
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
56/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
57/168
2011/2012
3
348 ; 1,74 10
yd yd
f MPa ε −
= = ×
Para S400:
3
2 2 10
c
ε −
= ×
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
58/168
2011/2012
3
2 2 10
c
ε −
= ×
3
435 ; 2,17 10
yd yd
f MPa ε −
= = ×
Para S500:
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
59/168
2011/2012
3
2 2 10
c
ε −
= ×
c cd
f
σ =
c
F
,
s i
F
( )
3
400
2 10 500
s yd s
s s s s
F f A S
F E A S
ε −
= ⋅ ⇐
⎧
⎪
⎨
= ⋅ = × ⋅ ⇐
⎪
⎩
,
s i
F
c cd c
F f A
= ⋅
Rd c s
N F F
= +
Ed
N
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
60/168
2011/2012
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
Estruturas de Betão I
61/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
62/168
2011/2012
2
2
cr
EI
P
L
π
=
Pcr
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
63/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
64/168
2011/2012
2
2
2
π
=
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎝ ⎠
cr
EI
P
L
Pcr
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
65/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
66/168
2011/2012
( )
2
2
0,7
cr
EI
P
L
π
=
Pcr
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
67/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
68/168
2011/2012
( )
2
2
0,5
cr
EI
P
L
π
=
Pcr
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
69/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
70/168
2011/2012
2
2
cr
EI
P
L
π
=
Pcr
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
71/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
72/168
2011/2012
( )
2
2
2
cr
EI
P
L
π
=
Pcr
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
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2011/2012
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
Estruturas de Betão I
74/168
2011/2012
3
2 2 10
c
ε −
= ×
c cd
f
σ =
c
F
,
s i
F
3
348 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
,
s i
F
3 2
13,33 10 0,30 1200
c cd c
F f A kN
= ⋅ = × × =
NRd
= Fc
+ Fs
≥ NEd
1749
Ed
N kN
=
NRd
=1200+348×103
⋅ As
≥1749kN
As
≥15,78×10−4
m2
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
75/168
2011/2012
10mm – Anexo Nacional
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
76/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
77/168
2011/2012
4 2
,min 3
0,10 1749
5,03 10
348 10
s
A m
−
×
= = ×
×
2 4 2
0,002 0,002 0,3 1,8 10
c
A m
−
⋅ = × = ×
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
78/168
2011/2012
4 2
,min 3
0,10 1749
5,03 10
348 10
s
A m
−
×
= = ×
×
2 4 2
0,002 0,002 0,3 1,8 10
c
A m
−
⋅ = × = ×
As
≥15,78×10−4
m2
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
79/168
2011/2012
4 2
,min 3
0,10 1749
5,03 10
348 10
s
A m
−
×
= = ×
×
2 4 2
0,002 0,002 0,3 1,8 10
c
A 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
≥15,78×10−4
m2
Estruturas de Betão I
80/168
2011/2012
4 2
,min 3
0,10 1749
5,03 10
348 10
s
A m
−
×
= = ×
×
2
8 16 ( 16,08 )
s
A cm
φ → =
2 4 2
0,002 0,002 0,3 1,8 10
c
A 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
≥15,78×10−4
m2
Estruturas de Betão I
81/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
82/168
2011/2012
15x – Anexo Nacional
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
83/168
2011/2012
15x – Anexo Nacional
300mm – Anexo Nacional
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
84/168
2011/2012
15x – Anexo Nacional
300mm – Anexo Nacional
( )
, max 15 16;300;300 240
cl t
s mín mm
= × =
Cintas φ 6 @ 0,20m
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
85/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
86/168
2011/2012
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
87/168
2011/2012
Armadura longitudinal: 8φ16
Cintas: φ 6 @ 0,20m
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
88/168
2011/2012
Armadura longitudinal: 8φ16
Cintas: φ 6 @ 0,20m
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
89/168
2011/2012
,
s i
F
s yd s
F f A
= ⋅
,
s i
F
0
c
F =
Rd s Ed
N F N
= =
Ed
N
Escoras e Tirantes
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
Estruturas de Betão I
91/168
2011/2012
,
s i
F
s yd s
F f A
= ⋅
,
s i
F
0
c
F =
NRd
= Fs
≥ NEd
1112
Ed
N kN
=
NRd
= 348×103
⋅ As
≥1112kN
As
≥ 31,95×10−4
m2
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
92/168
2011/2012
As
≥ 31,95×10−4
m2
Escoras e Tirantes
Estruturas de Betão I
93/168
2011/2012
2 4 2
,max 0,04 0,3 36 10
s
A m
−
= × = ×
Escoras e Tirantes
As
≥ 31,95×10−4
m2
Estruturas de Betão I
94/168
2011/2012
2 4 2
,max 0,04 0,3 36 10
s
A 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
≥ 31,95×10−4
m2
Estruturas de Betão I
95/168
2011/2012
2 4 2
,max 0,04 0,3 36 10
s
A m
−
= × = ×
2
4 20 4 25 ( 32,21 )
s
A cm
φ 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
≥ 31,95×10−4
m2
Estruturas de Betão I
96/168
2011/2012
2 4 2
,max 0,04 0,3 36 10
s
A m
−
= × = ×
2
4 20 4 25 ( 32,21 )
s
A cm
φ φ
+ → =
( )
, max 15 20;300;300 300
cl t
s 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
≥ 31,95×10−4
m2
Estruturas de Betão I
97/168
2011/2012
O	
  Eurocódigo	
  2	
  
M1	
  –	
  3.	
  Materiais	
  
Escoras	
  e	
  Tirantes	
  
M2	
  –	
  2.	
  Flexão	
  Simples	
  
Sumário
Estruturas de Betão I
98/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples
Estruturas de Betão I
99/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples
Estruturas de Betão I
100/168
2011/2012
betão
M2 – 2. Flexão Simples
Estruturas de Betão I
101/168
2011/2012
aço
M2 – 2. Flexão Simples
Estruturas de Betão I
102/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
103/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
104/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
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
Estruturas de Betão I
106/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
107/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
Cálculo das resultantes
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
108/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
109/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
incógnita
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
110/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
incógnita
incógnita
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
111/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0
Rd i c s Ed
i
N F F F N
= = − = =
∑
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
112/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0
Rd i c s Ed
i
N F F F N
= = − = =
∑
Rd i Ed
i
M M M
= ≥
∑
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
113/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0
Rd i c s Ed
i
N F F F N
= = − = =
∑
Rd i Ed
i
x
M M M
= ≥ ⇒
∑
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
114/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0
Rd i c s d
i
s
E
N F F F A
N
= = − = ⇒
=
∑
Rd i Ed
i
x
M M M
= ≥ ⇒
∑
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
115/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0
Rd i c s d
i
s
E
N F F F A
N
= = − = ⇒
=
∑
Rd i Ed
i
x
M M M
= ≥ ⇒
∑
Seguidamente deve-se calcular a extensão
na armadura, para garantir a ductilidade…
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
116/168
2011/2012
Fc
0.8x
fcd
Fs
0.8
c cd
F x f b
= ⋅ ⋅
s yd s
F f A
= ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0
Rd i c s d
i
s
E
N F F F A
N
= = − = ⇒
=
∑
Rd i Ed
i
x
M M M
= ≥ ⇒
∑
… sendo necessário em alguns casos
prever uma armadura de compressão.
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
117/168
2011/2012
Rotura dúctil:
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
118/168
2011/2012
Rotura frágil:
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
119/168
2011/2012
Limite a assegurar:
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
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
Estruturas de Betão I
121/168
2011/2012
0.8 4000
c cd
F x f b x
= ⋅ ⋅ =
Cálculo das resultantes
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
122/168
2011/2012
0.8 4000
c cd
F x f b x
= ⋅ ⋅ =
435000
s yd s s
F f A A
= ⋅ = ⋅
Cálculo das resultantes
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
123/168
2011/2012
0.8 4000
c cd
F x f b x
= ⋅ ⋅ =
435000
s yd s s
F f A A
= ⋅ = ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
( )
4000 0.45 0.4 250 0.16
Rd i Ed
i
M M M x x x m
= ≥ ⇒ × − = ⇒ =
∑
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
124/168
2011/2012
0.8 4000
c cd
F x f b x
= ⋅ ⋅ =
435000
s yd s s
F f A A
= ⋅ = ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
2
0 14,7
Rd i c s Ed s
i
N F F F N A cm
= = − = = ⇒ =
∑
( )
4000 0.45 0.4 250 0.16
Rd i Ed
i
M M M x x x m
= ≥ ⇒ × − = ⇒ =
∑
M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Estruturas de Betão I
125/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
126/168
2011/2012
Assumindo o diagrama parábola rectângulo…
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
127/168
2011/2012
… tem-se:
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
=
n
c
c
cd
c f
2
1
1
ε
ε
σ 2
0 c c
ε ε
⇐ ≤ ≤
cd
c f
=
σ 2 2
c c cu
ε 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
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
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:
x
b
f
F
cu
c
cu
cd
c ⋅
⋅
−
⋅
=
2
2
2
1
ε
ε
ε
x
b
n
n
f
F
cu
c
cd
c ⋅
⋅
⋅
+
⋅
=
2
2
2
1 ε
ε
x
b
n
f
F
F
F
cu
c
cd
c
c
c ⋅
⋅
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅
+
−
⋅
=
+
=
2
2
2
1
1
1
1
ε
ε
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
130/168
2011/2012
As extensões ao nível das linhas de acção das resultantes Fc1 e
Fc2 são, respectivamente:
2
2
2
1
cu
c
G
ε
ε
ε
+
=
2
2
4
2
3
c
G
n
n
ε
ε
+
+
=
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
131/168
2011/2012
Sendo c a distância da linha de acção da resultante à fibra mais
comprimida, vem:
2
1
2
2
2
2
1
1
c
c
cu
G
c
cu
G
c
F
F
x
F
x
F
c
x
+
⋅
⋅
+
⋅
⋅
=
−
ε
ε
ε
ε
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
132/168
2011/2012
Consegue facilmente obter-se:
( )( )
x
n
n
n
c
cu
c
cu
c
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
+
−
−
=
2
2
2
2
2
1
1
1
2
1
1
2
1
1
ε
ε
ε
ε
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
133/168
2011/2012
Vindo:
x
b
k
f
F cd
c ⋅
⋅
⋅
= 1
x
k
c ⋅
= 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
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
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
yd
s
bdf
f
A
=
ω
cd
Rd
f
bd
M
2
=
µ
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
1
cd
cd
f k b x
bdf
ω
⋅ ⋅ ⋅
=
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
1
k
ω α
= ⋅
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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
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:
( )
α
α
µ ⋅
−
⋅
⋅
= 2
1 1 k
k
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
yd
cu
cu
lim
ε
ε
ε
α
+
=
2
2
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
yd
cu
cu
lim k
ε
ε
ε
ω
+
⋅
=
2
2
1
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
⋅
−
⋅
+
⋅
=
yd
cu
cu
yd
cu
cu
lim k
k
ε
ε
ε
ε
ε
ε
µ
2
2
2
2
2
1 1
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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
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:
( )
c
d
f
A
M yd
s
Rd −
⋅
⋅
=
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
( )
Rd
s yd
s s
dM d
A f d c
dA dA
⎡ ⎤
= ⋅ ⋅ −
⎣ ⎦
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
145/168
2011/2012
Podendo obter-se:
[ ]
x
k
d
f
b
k
f
f
A
k
d
f
dA
dM
yd
cd
yd
s
yd
s
Rd
⋅
⋅
−
⋅
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
−
⋅
= 2
1
2 2
2
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
( )
a
d
f
A
M yd
s
Rd −
⋅
⋅
=
2
Δ
Δ
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
( )
a
d
f
dA
dM
yd
s
Rd
−
⋅
⋅
=
2
1
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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):
[ ] ( )
a
d
f
x
k
d
f yd
yd −
⋅
⋅
<
⋅
⋅
−
⋅
2
1
2 2
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
149/168
2011/2012
De onde vem que:
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⋅
=
d
a
k
lim 1
4
1
2
α
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⋅
=
d
a
k
k
lim 1
4 2
1
ω
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
−
⋅
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⋅
=
d
a
d
a
k
k
lim 1
4
1
1
1
4 2
1
µ
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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
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
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
Estruturas de Betão I
153/168
2011/2012
Sendo , a secção será simplesmente armada. Tem-se:
lim
µ
µ ≤
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⋅
= ω
ω
µ
1
2
1
k
k
Podendo obter-se a expressão de cálculo da percentagem
mecânica de armadura:
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅
⋅
−
−
⋅
=
2
1
1
2
2
1
4
1
1
2
µ
ω
k
k
k
k
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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:
lim
µ
µ >
lim
µ
µ −
( ) ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
⋅
ʹ′
=
−
⋅
⋅
⋅
⋅
ʹ′
=
−
d
a
a
d
f
f
d
b
A
yd
cd
s
1
2
lim ω
µ
µ
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
155/168
2011/2012
e:
d
a
−
−
=
ʹ′
1
lim
µ
µ
ω
ω
ω
ω ʹ′
+
= lim
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
156/168
2011/2012
o projectista pode entender considerar, em lugar do valor dado por
(16), o limite:
yd
cu
cu
lim
m ε
ε
ε
α
⋅
+
=
2
2
vindo:
yd
cu
cu
lim
m
k
ε
ε
ε
ω
⋅
+
⋅
=
2
2
1
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅
+
⋅
−
⋅
⋅
+
⋅
=
yd
cu
cu
yd
cu
cu
lim
m
k
m
k
ε
ε
ε
ε
ε
ε
µ
2
2
2
2
2
1 1
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
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
Estruturas de Betão I
158/168
2011/2012
1 2
1 2
2 1
1 1 4 0.290
2
k k
k k
ω µ
⎡ ⎤
⎛ ⎞
⎢ ⎥
= ⋅ − − ⋅ ⋅ =
⎜ ⎟
⎢ ⎥
⎝ ⎠
⎣ ⎦
1 0.810
k = 2 0.416
k =
2
0.247
Rd
cd
M
bd f
µ = =
2
15
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω
= =
M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
Estruturas de Betão I
159/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
160/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
161/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
162/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
163/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
164/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
165/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
Estruturas de Betão I
166/168
2011/2012
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
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
Estruturas de Betão I
168/168
2011/2012
2
0.247
Rd
cd
M
bd f
µ = = 0.290
ω
→ = 2
15
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω
→ = =
M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
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
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	
  
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	
  
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
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
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
Estruturas de Betão I
6/84
2011/2012
Limite a assegurar:
Dimensionamento por equilíbrio da secção
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
0.33
0.53
x m
x x
= ⇒ =
−
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
8/84
2011/2012
3
0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584
c cd
F x f b kN
= ⋅ ⋅ = × × × × =
Cálculo das resultantes
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
9/84
2011/2012
3
0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584
c cd
F x f b kN
= ⋅ ⋅ = × × × × =
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
10/84
2011/2012
3
0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584
c cd
F x f b kN
= ⋅ ⋅ = × × × × =
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
0 1584
Rd i c s Ed s c
i
N F F F N F F kN
= = − = = ⇒ = =
∑
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
11/84
2011/2012
3
0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584
c cd
F x f b kN
= ⋅ ⋅ = × × × × =
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
( )
1584 0.53 0.4 0.33 630 800
Rd Ed
M kNm kNm M
= × − × = < =
0 1584
Rd i c s Ed s c
i
N F F F N F F kN
= = − = = ⇒ = =
∑
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
12/84
2011/2012
3
0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584
c cd
F x f b kN
= ⋅ ⋅ = × × × × =
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
Equações de equilíbrio estático
( )
1584 0.53 0.4 0.33 630 800
Rd Ed
M kNm kNm M
= × − × = < =
A secção tem de ser duplamente armada !
0 1584
Rd i c s Ed s c
i
N F F F N F F kN
= = − = = ⇒ = =
∑
Dimensionamento por equilíbrio da secção
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 ‰
3
3.5
2.76 10
0.33 0.33 0.07
s
s
ε
ε −
ʹ′
ʹ′
= ⇒ = ×
−
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
14/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s 1584
c
F kN
=
Cálculo das resultantes
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
15/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s 1584
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
16/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s 1584
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
17/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 1584
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
3
1584 0.40 435 10 0.46
Rd s
M Aʹ′
= × + × ⋅ ×
630.4 200100
Rd s
M Aʹ′
⇒ = +
0.53-0.4×0.33=0.40m
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
18/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
630.4 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
19/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
630.4 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.5
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
20/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
630.4 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.5
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
21/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
630.4 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.5
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
3 4 3
1584 435 10 8.5 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
22/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
630.4 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.5
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
2
44.9
s
A cm
⇒ =
3 4 3
1584 435 10 8.5 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
23/84
2011/2012
Fc
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
630.4 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.5
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
2
44.9 8.5 53.4
s s
A A cm
ʹ′
+ = + =
2
44.9
s
A cm
⇒ =
3 4 3
1584 435 10 8.5 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Dimensionamento por equilíbrio da secção
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
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
Estruturas de Betão I
26/84
2011/2012
3
1 20 10 0.81 0.30 0.33 1604
c cd
F f k b x kN
= ⋅ ⋅ ⋅ = × × × × =
2 0.416 0.33 0.14
c 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
Estruturas de Betão I
27/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 1604
c
F kN
=
Cálculo das resultantes
0.53-0.14=0.39m
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
28/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 1604
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
0.53-0.14=0.39m
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
29/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 1604
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
0.53-0.14=0.39m
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
30/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 1604
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
3
1604 0.39 435 10 0.46
Rd s
M Aʹ′
= × + × ⋅ ×
0.53-0.14=0.39m
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
31/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 1604
c
F kN
=
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
3
1604 0.39 435 10 0.46
Rd s
M Aʹ′
= × + × ⋅ ×
626 200100
Rd s
M Aʹ′
⇒ = +
0.53-0.14=0.39m
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
32/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
626 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
33/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
626 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.7
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
34/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
626 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.7
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
35/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
626 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.7
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
3 4 3
1604 435 10 8.7 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Fc
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
36/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
626 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.7
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
2
45.6
s
A cm
⇒ =
Fc
3 4 3
1604 435 10 8.7 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Dimensionamento por equilíbrio da secção
Estruturas de Betão I
37/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
626 200100 800
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
8.7
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
c s s
F F F
ʹ′
+ =
Fc
2
45.6 8.7 54.3
s s
A A cm
ʹ′
+ = + =
2
45.6
s
A cm
⇒ =
3 4 3
1604 435 10 8.7 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Dimensionamento por equilíbrio da secção
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
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
Estruturas de Betão I
40/84
2011/2012
2 2 3
800
0.475
0.30 0.53 20 10
Rd
cd
M
bd f
µ = = =
× × ×
Dimensionamento com fórmulas
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
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
lim
0.13 0.395
a
d
µ
= → =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
43/84
2011/2012
0.475 0.371
µ = >
Logo, a secção deve ser armada duplamente!
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
44/84
2011/2012
lim 0.475 0.371
0.120
1 0.13
1
a
d
µ µ
ω
− −
ʹ′ = = =
−
−
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
45/84
2011/2012
lim 0.475 0.371
0.120
1 0.13
1
a
d
µ µ
ω
− −
ʹ′ = = =
−
−
2
0.120 0.30 0.53 20
8.8
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ωʹ′ × × ×
ʹ′ = = =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
46/84
2011/2012
lim
ω ω ωʹ′
= +
Dimensionamento com fórmulas
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
Estruturas de Betão I
48/84
2011/2012
lim 0.499 0.120 0.619
ω ω ωʹ′
= + = + =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
49/84
2011/2012
lim 0.499 0.120 0.619
ω ω ωʹ′
= + = + =
2
0.619 0.30 0.53 20
45.3
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
50/84
2011/2012
lim 0.499 0.120 0.619
ω ω ωʹ′
= + = + =
2
0.619 0.30 0.53 20
45.3
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
2
45.3 8.8 54.1
s s
A A cm
ʹ′
+ = + =
Dimensionamento com fórmulas
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
Estruturas de Betão I
52/84
2011/2012
2
lim 1
2
3.5
0.81 0.362
3.5 2 2.17
cu
cu yd
k
m
ε
ω
ε ε
= ⋅ = × =
+ ⋅ + ×
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
53/84
2011/2012
2
lim 1
2
3.5
0.81 0.362
3.5 2 2.17
cu
cu yd
k
m
ε
ω
ε ε
= ⋅ = × =
+ ⋅ + ×
2 2
lim 1 2
2 2
1
cu cu
cu yd cu yd
k k
m m
ε ε
µ
ε ε ε ε
⎛ ⎞
= ⋅ ⋅ − ⋅
⎜ ⎟
⎜ ⎟
+ ⋅ + ⋅
⎝ ⎠
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
54/84
2011/2012
2
lim 1
2
3.5
0.81 0.362
3.5 2 2.17
cu
cu yd
k
m
ε
ω
ε ε
= ⋅ = × =
+ ⋅ + ×
lim
3.5
0.362 1 0.416 0.295
3.5 2 2.17
µ
⎛ ⎞
⇒ = × − × =
⎜ ⎟
+ ×
⎝ ⎠
2 2
lim 1 2
2 2
1
cu cu
cu yd cu yd
k k
m m
ε ε
µ
ε ε ε ε
⎛ ⎞
= ⋅ ⋅ − ⋅
⎜ ⎟
⎜ ⎟
+ ⋅ + ⋅
⎝ ⎠
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
55/84
2011/2012
lim 0.475 0.295
0.207
1 0.13
1
a
d
µ µ
ω
− −
ʹ′ = = =
−
−
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
56/84
2011/2012
lim 0.475 0.295
0.207
1 0.13
1
a
d
µ µ
ω
− −
ʹ′ = = =
−
−
2
0.207 0.30 0.53 20
15.1
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ωʹ′ × × ×
ʹ′ = = =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
57/84
2011/2012
lim 0.362 0.207 0.569
ω ω ωʹ′
= + = + =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
58/84
2011/2012
lim 0.362 0.207 0.569
ω ω ωʹ′
= + = + =
2
0.569 0.30 0.53 20
41.6
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
Dimensionamento com fórmulas
Estruturas de Betão I
59/84
2011/2012
lim 0.362 0.207 0.569
ω ω ωʹ′
= + = + =
2
0.569 0.30 0.53 20
41.6
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
2
41.6 15.1 56.7
s s
A A cm
ʹ′
+ = + =
Dimensionamento com fórmulas
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
Estruturas de Betão I
61/84
2011/2012
0.475
µ =
Dimensionamento com tabelas
Estruturas de Betão I
62/84
2011/2012
0,475
Para A´/A=0,0 não há solução!
Dimensionamento com tabelas
Estruturas de Betão I
63/84
2011/2012
0,475
A secção tem de ser duplamente armada !
Dimensionamento com tabelas
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
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
Estruturas de Betão I
66/84
2011/2012
Adopta-se A´/A=0,2
Dimensionamento com tabelas
Estruturas de Betão I
67/84
2011/2012
2
0.609 0.30 0.53 20
44.5
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
Adopta-se A´/A=0,2
Dimensionamento com tabelas
Estruturas de Betão I
68/84
2011/2012
2
0.609 0.30 0.53 20
44.5
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
2
0.2 44.5 8.9
s
A cm
ʹ′ = × =
Adopta-se A´/A=0,2
Dimensionamento com tabelas
Estruturas de Betão I
69/84
2011/2012
2
0.609 0.30 0.53 20
44.5
435
cd
s
yd
bdf
A cm
f
ω × × ×
= = =
2
0.2 44.5 8.9
s
A cm
ʹ′ = × =
Adopta-se A´/A=0,2
2
44.5 8.9 53.4
s s
A A cm
ʹ′
+ = + =
Dimensionamento com tabelas
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
Estruturas de Betão I
71/84
2011/2012
Exercício: Resolva o exercício anterior para betão da classe
C40/50 e MEd=1000kNm.
Exercício
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
Estruturas de Betão I
73/84
2011/2012
3
1 26.7 10 0.81 0.30 0.33 2141
c cd
F f k b x kN
= ⋅ ⋅ ⋅ = × × × × =
2 0.416 0.33 0.14
c 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
Estruturas de Betão I
74/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s 2141
c
F kN
=
Cálculo das resultantes
0.53-0.14=0.39m
Fc
Exercício
Estruturas de Betão I
75/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
0.53-0.14=0.39m
Fc
2141
c
F kN
=
Exercício
Estruturas de Betão I
76/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
0.53-0.14=0.39m
Fc
2141
c
F kN
=
Exercício
Estruturas de Betão I
77/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
3
2141 0.39 435 10 0.46
Rd s
M Aʹ′
= × + × ⋅ ×
0.53-0.14=0.39m
Fc
2141
c
F kN
=
Exercício
Estruturas de Betão I
78/84
2011/2012
Fs
fcd
0.53-0.07=0.46m
F’s
3
435 10
s yd s s
F f A A
= ⋅ = × ⋅
Cálculo das resultantes
3
435 10
s yd s s
F f A A
ʹ′ ʹ′ ʹ′
= ⋅ = × ⋅
3
2141 0.39 435 10 0.46
Rd s
M Aʹ′
= × + × ⋅ ×
835 200100
Rd s
M Aʹ′
⇒ = +
0.53-0.14=0.39m
Fc
2141
c
F kN
=
Exercício
Estruturas de Betão I
79/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
835 200100 1000
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Fc
Exercício
Estruturas de Betão I
80/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
2
8.2
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
Fc
835 200100 1000
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Exercício
Estruturas de Betão I
81/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
c s s
F F F
ʹ′
+ =
Fc
2
8.2
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
835 200100 1000
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Exercício
Estruturas de Betão I
82/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
c s s
F F F
ʹ′
+ =
3 4 3
2141 435 10 8.2 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
Fc
2
8.2
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
835 200100 1000
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Exercício
Estruturas de Betão I
83/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
c s s
F F F
ʹ′
+ =
2
57.4
s
A cm
⇒ =
Fc
3 4 3
2141 435 10 8.2 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
2
8.2
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
835 200100 1000
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
Exercício
Estruturas de Betão I
84/84
2011/2012
Fs
fcd F’s
Equações de equilíbrio estático
c s s
F F F
ʹ′
+ =
2
57.4
s
A cm
⇒ =
Fc
3 4 3
2141 435 10 8.2 10 435 10 s
A
−
⇒ + × × × = × ⋅
2
8.2
s
A cm
ʹ′
⇒ ≥
835 200100 1000
Rd s Ed
M A kNm M
ʹ′
= + ≥ =
2
57.4 8.2 65.6
s s
A A cm
ʹ′
+ = + =
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Betão I - Materiais, Escoras, Flexão

  • 1. 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
  • 2. Estruturas de Betão I 1/168 2011/2012 O  Eurocódigo  2   M1  –  3.  Materiais   Escoras  e  Tirantes   M2  –  2.  Flexão  Simples   Sumário
  • 3. Estruturas de Betão I 2/168 2011/2012 O  Eurocódigo  2   M1  –  3.  Materiais   Escoras  e  Tirantes   M2  –  2.  Flexão  Simples   Sumário
  • 4. Estruturas de Betão I 3/168 2011/2012 O Eurocódigo 2
  • 5. Estruturas de Betão I 4/168 2011/2012 O Eurocódigo 2
  • 6. Estruturas de Betão I 5/168 2011/2012 O Eurocódigo 2
  • 7. Estruturas de Betão I 6/168 2011/2012 O  Eurocódigo  2   M1  –  3.  Materiais   Escoras  e  Tirantes   M2  –  2.  Flexão  Simples   Sumário
  • 8. Estruturas de Betão I 7/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais
  • 9. Estruturas de Betão I 8/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 10. Estruturas de Betão I 9/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 11. Estruturas de Betão I 10/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 12. Estruturas de Betão I 11/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 13. Estruturas de Betão I 12/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 14. Estruturas de Betão I 13/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 15. Estruturas de Betão I 14/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 16. Estruturas de Betão I 15/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 17. Estruturas de Betão I 16/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 18. Estruturas de Betão I 17/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 19. Estruturas de Betão I 18/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 20. Estruturas de Betão I 19/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 21. Estruturas de Betão I 20/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 22. Estruturas de Betão I 21/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 23. Estruturas de Betão I 22/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 24. Estruturas de Betão I 23/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 25. Estruturas de Betão I 24/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 26. Estruturas de Betão I 25/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 27. Estruturas de Betão I 26/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 28. Estruturas de Betão I 27/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 29. Estruturas de Betão I 28/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 30. Estruturas de Betão I 29/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 31. Estruturas de Betão I 30/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 32. Estruturas de Betão I 31/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 33. Estruturas de Betão I 32/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO
  • 34. Estruturas de Betão I 33/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: BETÃO Axial C ircum fe re ntial 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 Strain (µε) Normalized Axial S tress (f c /f´ c ) AC4 (1 ply) AC5 (2 plies) AC6 (3 plies) REF
  • 35. Estruturas de Betão I 34/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 36. Estruturas de Betão I 35/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 37. Estruturas de Betão I 36/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 38. Estruturas de Betão I 37/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 39. Estruturas de Betão I 38/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 40. Estruturas de Betão I 39/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 41. Estruturas de Betão I 40/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 42. Estruturas de Betão I 41/168 2011/2012 M1 – 3. Materiais: AÇO
  • 43. Estruturas de Betão I 42/168 2011/2012 O  Eurocódigo  2   M1  –  3.  Materiais   Escoras  e  Tirantes   M2  –  2.  Flexão  Simples   Sumário
  • 44. Estruturas de Betão I 43/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 45. Estruturas de Betão I 44/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 46. Estruturas de Betão I 45/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 47. Estruturas de Betão I 46/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 48. Estruturas de Betão I 47/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 49. Estruturas de Betão I 48/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 50. Estruturas de Betão I 49/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 51. Estruturas de Betão I 50/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 52. Estruturas de Betão I 51/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 53. Estruturas de Betão I 52/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 54. Estruturas de Betão I 53/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 55. Estruturas de Betão I 54/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 56. Estruturas de Betão I 55/168 2011/2012 3 2 2 10 c ε − = × Para as classes C12/15 ~ C50/60: Escoras e Tirantes
  • 57. Estruturas de Betão I 56/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 58. Estruturas de Betão I 57/168 2011/2012 3 348 ; 1,74 10 yd yd f MPa ε − = = × Para S400: 3 2 2 10 c ε − = × Escoras e Tirantes
  • 59. Estruturas de Betão I 58/168 2011/2012 3 2 2 10 c ε − = × 3 435 ; 2,17 10 yd yd f MPa ε − = = × Para S500: Escoras e Tirantes
  • 60. Estruturas de Betão I 59/168 2011/2012 3 2 2 10 c ε − = × c cd f σ = c F , s i F ( ) 3 400 2 10 500 s yd s s s s s F f A S F E A S ε − = ⋅ ⇐ ⎧ ⎪ ⎨ = ⋅ = × ⋅ ⇐ ⎪ ⎩ , s i F c cd c F f A = ⋅ Rd c s N F F = + Ed N Escoras e Tirantes
  • 61. Estruturas de Betão I 60/168 2011/2012 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
  • 62. Estruturas de Betão I 61/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 63. Estruturas de Betão I 62/168 2011/2012 2 2 cr EI P L π = Pcr Escoras e Tirantes
  • 64. Estruturas de Betão I 63/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 65. Estruturas de Betão I 64/168 2011/2012 2 2 2 π = ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ cr EI P L Pcr Escoras e Tirantes
  • 66. Estruturas de Betão I 65/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 67. Estruturas de Betão I 66/168 2011/2012 ( ) 2 2 0,7 cr EI P L π = Pcr Escoras e Tirantes
  • 68. Estruturas de Betão I 67/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 69. Estruturas de Betão I 68/168 2011/2012 ( ) 2 2 0,5 cr EI P L π = Pcr Escoras e Tirantes
  • 70. Estruturas de Betão I 69/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 71. Estruturas de Betão I 70/168 2011/2012 2 2 cr EI P L π = Pcr Escoras e Tirantes
  • 72. Estruturas de Betão I 71/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 73. Estruturas de Betão I 72/168 2011/2012 ( ) 2 2 2 cr EI P L π = Pcr Escoras e Tirantes
  • 74. Estruturas de Betão I 73/168 2011/2012 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
  • 75. Estruturas de Betão I 74/168 2011/2012 3 2 2 10 c ε − = × c cd f σ = c F , s i F 3 348 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ , s i F 3 2 13,33 10 0,30 1200 c cd c F f A kN = ⋅ = × × = NRd = Fc + Fs ≥ NEd 1749 Ed N kN = NRd =1200+348×103 ⋅ As ≥1749kN As ≥15,78×10−4 m2 Escoras e Tirantes
  • 76. Estruturas de Betão I 75/168 2011/2012 10mm – Anexo Nacional Escoras e Tirantes
  • 77. Estruturas de Betão I 76/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 78. Estruturas de Betão I 77/168 2011/2012 4 2 ,min 3 0,10 1749 5,03 10 348 10 s A m − × = = × × 2 4 2 0,002 0,002 0,3 1,8 10 c A m − ⋅ = × = × Escoras e Tirantes
  • 79. Estruturas de Betão I 78/168 2011/2012 4 2 ,min 3 0,10 1749 5,03 10 348 10 s A m − × = = × × 2 4 2 0,002 0,002 0,3 1,8 10 c A m − ⋅ = × = × As ≥15,78×10−4 m2 Escoras e Tirantes
  • 80. Estruturas de Betão I 79/168 2011/2012 4 2 ,min 3 0,10 1749 5,03 10 348 10 s A m − × = = × × 2 4 2 0,002 0,002 0,3 1,8 10 c A 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 ≥15,78×10−4 m2
  • 81. Estruturas de Betão I 80/168 2011/2012 4 2 ,min 3 0,10 1749 5,03 10 348 10 s A m − × = = × × 2 8 16 ( 16,08 ) s A cm φ → = 2 4 2 0,002 0,002 0,3 1,8 10 c A 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 ≥15,78×10−4 m2
  • 82. Estruturas de Betão I 81/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 83. Estruturas de Betão I 82/168 2011/2012 15x – Anexo Nacional Escoras e Tirantes
  • 84. Estruturas de Betão I 83/168 2011/2012 15x – Anexo Nacional 300mm – Anexo Nacional Escoras e Tirantes
  • 85. Estruturas de Betão I 84/168 2011/2012 15x – Anexo Nacional 300mm – Anexo Nacional ( ) , max 15 16;300;300 240 cl t s mín mm = × = Cintas φ 6 @ 0,20m Escoras e Tirantes
  • 86. Estruturas de Betão I 85/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 87. Estruturas de Betão I 86/168 2011/2012 Escoras e Tirantes
  • 88. Estruturas de Betão I 87/168 2011/2012 Armadura longitudinal: 8φ16 Cintas: φ 6 @ 0,20m Escoras e Tirantes
  • 89. Estruturas de Betão I 88/168 2011/2012 Armadura longitudinal: 8φ16 Cintas: φ 6 @ 0,20m Escoras e Tirantes
  • 90. Estruturas de Betão I 89/168 2011/2012 , s i F s yd s F f A = ⋅ , s i F 0 c F = Rd s Ed N F N = = Ed N Escoras e Tirantes
  • 91. 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
  • 92. Estruturas de Betão I 91/168 2011/2012 , s i F s yd s F f A = ⋅ , s i F 0 c F = NRd = Fs ≥ NEd 1112 Ed N kN = NRd = 348×103 ⋅ As ≥1112kN As ≥ 31,95×10−4 m2 Escoras e Tirantes
  • 93. Estruturas de Betão I 92/168 2011/2012 As ≥ 31,95×10−4 m2 Escoras e Tirantes
  • 94. Estruturas de Betão I 93/168 2011/2012 2 4 2 ,max 0,04 0,3 36 10 s A m − = × = × Escoras e Tirantes As ≥ 31,95×10−4 m2
  • 95. Estruturas de Betão I 94/168 2011/2012 2 4 2 ,max 0,04 0,3 36 10 s A 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 ≥ 31,95×10−4 m2
  • 96. Estruturas de Betão I 95/168 2011/2012 2 4 2 ,max 0,04 0,3 36 10 s A m − = × = × 2 4 20 4 25 ( 32,21 ) s A cm φ 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 ≥ 31,95×10−4 m2
  • 97. Estruturas de Betão I 96/168 2011/2012 2 4 2 ,max 0,04 0,3 36 10 s A m − = × = × 2 4 20 4 25 ( 32,21 ) s A cm φ φ + → = ( ) , max 15 20;300;300 300 cl t s 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 ≥ 31,95×10−4 m2
  • 98. Estruturas de Betão I 97/168 2011/2012 O  Eurocódigo  2   M1  –  3.  Materiais   Escoras  e  Tirantes   M2  –  2.  Flexão  Simples   Sumário
  • 99. Estruturas de Betão I 98/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples
  • 100. Estruturas de Betão I 99/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples
  • 101. Estruturas de Betão I 100/168 2011/2012 betão M2 – 2. Flexão Simples
  • 102. Estruturas de Betão I 101/168 2011/2012 aço M2 – 2. Flexão Simples
  • 103. Estruturas de Betão I 102/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 104. Estruturas de Betão I 103/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 105. Estruturas de Betão I 104/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 106. 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
  • 107. Estruturas de Betão I 106/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 108. Estruturas de Betão I 107/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ Cálculo das resultantes M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 109. Estruturas de Betão I 108/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 110. Estruturas de Betão I 109/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes incógnita M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 111. Estruturas de Betão I 110/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes incógnita incógnita M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 112. Estruturas de Betão I 111/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 Rd i c s Ed i N F F F N = = − = = ∑ M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 113. Estruturas de Betão I 112/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 Rd i c s Ed i N F F F N = = − = = ∑ Rd i Ed i M M M = ≥ ∑ M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 114. Estruturas de Betão I 113/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 Rd i c s Ed i N F F F N = = − = = ∑ Rd i Ed i x M M M = ≥ ⇒ ∑ M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 115. Estruturas de Betão I 114/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 Rd i c s d i s E N F F F A N = = − = ⇒ = ∑ Rd i Ed i x M M M = ≥ ⇒ ∑ M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 116. Estruturas de Betão I 115/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 Rd i c s d i s E N F F F A N = = − = ⇒ = ∑ Rd i Ed i x M M M = ≥ ⇒ ∑ Seguidamente deve-se calcular a extensão na armadura, para garantir a ductilidade… M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 117. Estruturas de Betão I 116/168 2011/2012 Fc 0.8x fcd Fs 0.8 c cd F x f b = ⋅ ⋅ s yd s F f A = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 Rd i c s d i s E N F F F A N = = − = ⇒ = ∑ Rd i Ed i x M M M = ≥ ⇒ ∑ … sendo necessário em alguns casos prever uma armadura de compressão. M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 118. Estruturas de Betão I 117/168 2011/2012 Rotura dúctil: M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 119. Estruturas de Betão I 118/168 2011/2012 Rotura frágil: M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 120. Estruturas de Betão I 119/168 2011/2012 Limite a assegurar: M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 121. 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
  • 122. Estruturas de Betão I 121/168 2011/2012 0.8 4000 c cd F x f b x = ⋅ ⋅ = Cálculo das resultantes M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 123. Estruturas de Betão I 122/168 2011/2012 0.8 4000 c cd F x f b x = ⋅ ⋅ = 435000 s yd s s F f A A = ⋅ = ⋅ Cálculo das resultantes M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 124. Estruturas de Betão I 123/168 2011/2012 0.8 4000 c cd F x f b x = ⋅ ⋅ = 435000 s yd s s F f A A = ⋅ = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático ( ) 4000 0.45 0.4 250 0.16 Rd i Ed i M M M x x x m = ≥ ⇒ × − = ⇒ = ∑ M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 125. Estruturas de Betão I 124/168 2011/2012 0.8 4000 c cd F x f b x = ⋅ ⋅ = 435000 s yd s s F f A A = ⋅ = ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 2 0 14,7 Rd i c s Ed s i N F F F N A cm = = − = = ⇒ = ∑ ( ) 4000 0.45 0.4 250 0.16 Rd i Ed i M M M x x x m = ≥ ⇒ × − = ⇒ = ∑ M2 – 2. Flexão Simples: EQUILÍBRIO ESTÁTICO
  • 126. Estruturas de Betão I 125/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 127. Estruturas de Betão I 126/168 2011/2012 Assumindo o diagrama parábola rectângulo… M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 128. Estruturas de Betão I 127/168 2011/2012 … tem-se: ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − = n c c cd c f 2 1 1 ε ε σ 2 0 c c ε ε ⇐ ≤ ≤ cd c f = σ 2 2 c c cu ε 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
  • 129. 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
  • 130. 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: x b f F cu c cu cd c ⋅ ⋅ − ⋅ = 2 2 2 1 ε ε ε x b n n f F cu c cd c ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ = 2 2 2 1 ε ε x b n f F F F cu c cd c c c ⋅ ⋅ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ + − ⋅ = + = 2 2 2 1 1 1 1 ε ε M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 131. Estruturas de Betão I 130/168 2011/2012 As extensões ao nível das linhas de acção das resultantes Fc1 e Fc2 são, respectivamente: 2 2 2 1 cu c G ε ε ε + = 2 2 4 2 3 c G n n ε ε + + = M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 132. Estruturas de Betão I 131/168 2011/2012 Sendo c a distância da linha de acção da resultante à fibra mais comprimida, vem: 2 1 2 2 2 2 1 1 c c cu G c cu G c F F x F x F c x + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = − ε ε ε ε M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 133. Estruturas de Betão I 132/168 2011/2012 Consegue facilmente obter-se: ( )( ) x n n n c cu c cu c ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + + − − = 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 1 2 1 1 ε ε ε ε M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 134. Estruturas de Betão I 133/168 2011/2012 Vindo: x b k f F cd c ⋅ ⋅ ⋅ = 1 x k c ⋅ = 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
  • 135. 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
  • 136. 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 yd s bdf f A = ω cd Rd f bd M 2 = µ M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 137. 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: 1 cd cd f k b x bdf ω ⋅ ⋅ ⋅ = M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 138. 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: 1 k ω α = ⋅ M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 139. 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
  • 140. 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: ( ) α α µ ⋅ − ⋅ ⋅ = 2 1 1 k k M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 141. 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: yd cu cu lim ε ε ε α + = 2 2 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 142. 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: yd cu cu lim k ε ε ε ω + ⋅ = 2 2 1 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ − ⋅ + ⋅ = yd cu cu yd cu cu lim k k ε ε ε ε ε ε µ 2 2 2 2 2 1 1 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 143. 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
  • 144. 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: ( ) c d f A M yd s Rd − ⋅ ⋅ = M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 145. 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: ( ) Rd s yd s s dM d A f d c dA dA ⎡ ⎤ = ⋅ ⋅ − ⎣ ⎦ M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 146. Estruturas de Betão I 145/168 2011/2012 Podendo obter-se: [ ] x k d f b k f f A k d f dA dM yd cd yd s yd s Rd ⋅ ⋅ − ⋅ = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ = 2 1 2 2 2 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 147. 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: ( ) a d f A M yd s Rd − ⋅ ⋅ = 2 Δ Δ M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 148. 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: ( ) a d f dA dM yd s Rd − ⋅ ⋅ = 2 1 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 149. 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): [ ] ( ) a d f x k d f yd yd − ⋅ ⋅ < ⋅ ⋅ − ⋅ 2 1 2 2 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 150. Estruturas de Betão I 149/168 2011/2012 De onde vem que: ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ = d a k lim 1 4 1 2 α ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ = d a k k lim 1 4 2 1 ω ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + − ⋅ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ = d a d a k k lim 1 4 1 1 1 4 2 1 µ M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 151. 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
  • 152. 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
  • 153. 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
  • 154. Estruturas de Betão I 153/168 2011/2012 Sendo , a secção será simplesmente armada. Tem-se: lim µ µ ≤ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − ⋅ = ω ω µ 1 2 1 k k Podendo obter-se a expressão de cálculo da percentagem mecânica de armadura: ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ ⋅ − − ⋅ = 2 1 1 2 2 1 4 1 1 2 µ ω k k k k M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 155. 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: lim µ µ > lim µ µ − ( ) ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⋅ ʹ′ = − ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ʹ′ = − d a a d f f d b A yd cd s 1 2 lim ω µ µ M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 156. Estruturas de Betão I 155/168 2011/2012 e: d a − − = ʹ′ 1 lim µ µ ω ω ω ω ʹ′ + = lim M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 157. Estruturas de Betão I 156/168 2011/2012 o projectista pode entender considerar, em lugar do valor dado por (16), o limite: yd cu cu lim m ε ε ε α ⋅ + = 2 2 vindo: yd cu cu lim m k ε ε ε ω ⋅ + ⋅ = 2 2 1 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ + ⋅ − ⋅ ⋅ + ⋅ = yd cu cu yd cu cu lim m k m k ε ε ε ε ε ε µ 2 2 2 2 2 1 1 M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 158. 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
  • 159. Estruturas de Betão I 158/168 2011/2012 1 2 1 2 2 1 1 1 4 0.290 2 k k k k ω µ ⎡ ⎤ ⎛ ⎞ ⎢ ⎥ = ⋅ − − ⋅ ⋅ = ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ 1 0.810 k = 2 0.416 k = 2 0.247 Rd cd M bd f µ = = 2 15 cd s yd bdf A cm f ω = = M2 – 2. Flexão Simples: FÓRMULAS
  • 160. Estruturas de Betão I 159/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 161. Estruturas de Betão I 160/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 162. Estruturas de Betão I 161/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 163. Estruturas de Betão I 162/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 164. Estruturas de Betão I 163/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 165. Estruturas de Betão I 164/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 166. Estruturas de Betão I 165/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 167. Estruturas de Betão I 166/168 2011/2012 M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 168. 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
  • 169. Estruturas de Betão I 168/168 2011/2012 2 0.247 Rd cd M bd f µ = = 0.290 ω → = 2 15 cd s yd bdf A cm f ω → = = M2 – 2. Flexão Simples: TABELAS
  • 170. 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
  • 171. 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  
  • 172. 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  
  • 173. 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
  • 174. 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
  • 175. 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
  • 176. Estruturas de Betão I 6/84 2011/2012 Limite a assegurar: Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 177. 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 0.33 0.53 x m x x = ⇒ = − Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 178. Estruturas de Betão I 8/84 2011/2012 3 0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584 c cd F x f b kN = ⋅ ⋅ = × × × × = Cálculo das resultantes Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 179. Estruturas de Betão I 9/84 2011/2012 3 0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584 c cd F x f b kN = ⋅ ⋅ = × × × × = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 180. Estruturas de Betão I 10/84 2011/2012 3 0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584 c cd F x f b kN = ⋅ ⋅ = × × × × = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático 0 1584 Rd i c s Ed s c i N F F F N F F kN = = − = = ⇒ = = ∑ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 181. Estruturas de Betão I 11/84 2011/2012 3 0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584 c cd F x f b kN = ⋅ ⋅ = × × × × = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático ( ) 1584 0.53 0.4 0.33 630 800 Rd Ed M kNm kNm M = × − × = < = 0 1584 Rd i c s Ed s c i N F F F N F F kN = = − = = ⇒ = = ∑ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 182. Estruturas de Betão I 12/84 2011/2012 3 0.8 0.8 0.33 20 10 0.3 1584 c cd F x f b kN = ⋅ ⋅ = × × × × = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes Equações de equilíbrio estático ( ) 1584 0.53 0.4 0.33 630 800 Rd Ed M kNm kNm M = × − × = < = A secção tem de ser duplamente armada ! 0 1584 Rd i c s Ed s c i N F F F N F F kN = = − = = ⇒ = = ∑ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 183. 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 ‰ 3 3.5 2.76 10 0.33 0.33 0.07 s s ε ε − ʹ′ ʹ′ = ⇒ = × − Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 184. Estruturas de Betão I 14/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s 1584 c F kN = Cálculo das resultantes Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 185. Estruturas de Betão I 15/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s 1584 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 186. Estruturas de Betão I 16/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s 1584 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 187. Estruturas de Betão I 17/84 2011/2012 Fc Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 1584 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 3 1584 0.40 435 10 0.46 Rd s M Aʹ′ = × + × ⋅ × 630.4 200100 Rd s M Aʹ′ ⇒ = + 0.53-0.4×0.33=0.40m Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 188. Estruturas de Betão I 18/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 630.4 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 189. Estruturas de Betão I 19/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 630.4 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.5 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 190. Estruturas de Betão I 20/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 630.4 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.5 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 191. Estruturas de Betão I 21/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 630.4 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.5 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = 3 4 3 1584 435 10 8.5 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 192. Estruturas de Betão I 22/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 630.4 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.5 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = 2 44.9 s A cm ⇒ = 3 4 3 1584 435 10 8.5 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 193. Estruturas de Betão I 23/84 2011/2012 Fc Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 630.4 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.5 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = 2 44.9 8.5 53.4 s s A A cm ʹ′ + = + = 2 44.9 s A cm ⇒ = 3 4 3 1584 435 10 8.5 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 194. 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
  • 195. 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
  • 196. Estruturas de Betão I 26/84 2011/2012 3 1 20 10 0.81 0.30 0.33 1604 c cd F f k b x kN = ⋅ ⋅ ⋅ = × × × × = 2 0.416 0.33 0.14 c 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
  • 197. Estruturas de Betão I 27/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 1604 c F kN = Cálculo das resultantes 0.53-0.14=0.39m Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 198. Estruturas de Betão I 28/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 1604 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 0.53-0.14=0.39m Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 199. Estruturas de Betão I 29/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 1604 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 0.53-0.14=0.39m Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 200. Estruturas de Betão I 30/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 1604 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 3 1604 0.39 435 10 0.46 Rd s M Aʹ′ = × + × ⋅ × 0.53-0.14=0.39m Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 201. Estruturas de Betão I 31/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 1604 c F kN = 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 3 1604 0.39 435 10 0.46 Rd s M Aʹ′ = × + × ⋅ × 626 200100 Rd s M Aʹ′ ⇒ = + 0.53-0.14=0.39m Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 202. Estruturas de Betão I 32/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 626 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 203. Estruturas de Betão I 33/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 626 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.7 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 204. Estruturas de Betão I 34/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 626 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.7 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 205. Estruturas de Betão I 35/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 626 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.7 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = 3 4 3 1604 435 10 8.7 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Fc Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 206. Estruturas de Betão I 36/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 626 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.7 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = 2 45.6 s A cm ⇒ = Fc 3 4 3 1604 435 10 8.7 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 207. Estruturas de Betão I 37/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 626 200100 800 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 8.7 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ c s s F F F ʹ′ + = Fc 2 45.6 8.7 54.3 s s A A cm ʹ′ + = + = 2 45.6 s A cm ⇒ = 3 4 3 1604 435 10 8.7 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Dimensionamento por equilíbrio da secção
  • 208. 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
  • 209. 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
  • 210. Estruturas de Betão I 40/84 2011/2012 2 2 3 800 0.475 0.30 0.53 20 10 Rd cd M bd f µ = = = × × × Dimensionamento com fórmulas
  • 211. 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
  • 212. 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 lim 0.13 0.395 a d µ = → = Dimensionamento com fórmulas
  • 213. Estruturas de Betão I 43/84 2011/2012 0.475 0.371 µ = > Logo, a secção deve ser armada duplamente! Dimensionamento com fórmulas
  • 214. Estruturas de Betão I 44/84 2011/2012 lim 0.475 0.371 0.120 1 0.13 1 a d µ µ ω − − ʹ′ = = = − − Dimensionamento com fórmulas
  • 215. Estruturas de Betão I 45/84 2011/2012 lim 0.475 0.371 0.120 1 0.13 1 a d µ µ ω − − ʹ′ = = = − − 2 0.120 0.30 0.53 20 8.8 435 cd s yd bdf A cm f ωʹ′ × × × ʹ′ = = = Dimensionamento com fórmulas
  • 216. Estruturas de Betão I 46/84 2011/2012 lim ω ω ωʹ′ = + Dimensionamento com fórmulas
  • 217. 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
  • 218. Estruturas de Betão I 48/84 2011/2012 lim 0.499 0.120 0.619 ω ω ωʹ′ = + = + = Dimensionamento com fórmulas
  • 219. Estruturas de Betão I 49/84 2011/2012 lim 0.499 0.120 0.619 ω ω ωʹ′ = + = + = 2 0.619 0.30 0.53 20 45.3 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = Dimensionamento com fórmulas
  • 220. Estruturas de Betão I 50/84 2011/2012 lim 0.499 0.120 0.619 ω ω ωʹ′ = + = + = 2 0.619 0.30 0.53 20 45.3 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = 2 45.3 8.8 54.1 s s A A cm ʹ′ + = + = Dimensionamento com fórmulas
  • 221. 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
  • 222. Estruturas de Betão I 52/84 2011/2012 2 lim 1 2 3.5 0.81 0.362 3.5 2 2.17 cu cu yd k m ε ω ε ε = ⋅ = × = + ⋅ + × Dimensionamento com fórmulas
  • 223. Estruturas de Betão I 53/84 2011/2012 2 lim 1 2 3.5 0.81 0.362 3.5 2 2.17 cu cu yd k m ε ω ε ε = ⋅ = × = + ⋅ + × 2 2 lim 1 2 2 2 1 cu cu cu yd cu yd k k m m ε ε µ ε ε ε ε ⎛ ⎞ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ + ⋅ + ⋅ ⎝ ⎠ Dimensionamento com fórmulas
  • 224. Estruturas de Betão I 54/84 2011/2012 2 lim 1 2 3.5 0.81 0.362 3.5 2 2.17 cu cu yd k m ε ω ε ε = ⋅ = × = + ⋅ + × lim 3.5 0.362 1 0.416 0.295 3.5 2 2.17 µ ⎛ ⎞ ⇒ = × − × = ⎜ ⎟ + × ⎝ ⎠ 2 2 lim 1 2 2 2 1 cu cu cu yd cu yd k k m m ε ε µ ε ε ε ε ⎛ ⎞ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ + ⋅ + ⋅ ⎝ ⎠ Dimensionamento com fórmulas
  • 225. Estruturas de Betão I 55/84 2011/2012 lim 0.475 0.295 0.207 1 0.13 1 a d µ µ ω − − ʹ′ = = = − − Dimensionamento com fórmulas
  • 226. Estruturas de Betão I 56/84 2011/2012 lim 0.475 0.295 0.207 1 0.13 1 a d µ µ ω − − ʹ′ = = = − − 2 0.207 0.30 0.53 20 15.1 435 cd s yd bdf A cm f ωʹ′ × × × ʹ′ = = = Dimensionamento com fórmulas
  • 227. Estruturas de Betão I 57/84 2011/2012 lim 0.362 0.207 0.569 ω ω ωʹ′ = + = + = Dimensionamento com fórmulas
  • 228. Estruturas de Betão I 58/84 2011/2012 lim 0.362 0.207 0.569 ω ω ωʹ′ = + = + = 2 0.569 0.30 0.53 20 41.6 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = Dimensionamento com fórmulas
  • 229. Estruturas de Betão I 59/84 2011/2012 lim 0.362 0.207 0.569 ω ω ωʹ′ = + = + = 2 0.569 0.30 0.53 20 41.6 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = 2 41.6 15.1 56.7 s s A A cm ʹ′ + = + = Dimensionamento com fórmulas
  • 230. 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
  • 231. Estruturas de Betão I 61/84 2011/2012 0.475 µ = Dimensionamento com tabelas
  • 232. Estruturas de Betão I 62/84 2011/2012 0,475 Para A´/A=0,0 não há solução! Dimensionamento com tabelas
  • 233. Estruturas de Betão I 63/84 2011/2012 0,475 A secção tem de ser duplamente armada ! Dimensionamento com tabelas
  • 234. 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
  • 235. 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
  • 236. Estruturas de Betão I 66/84 2011/2012 Adopta-se A´/A=0,2 Dimensionamento com tabelas
  • 237. Estruturas de Betão I 67/84 2011/2012 2 0.609 0.30 0.53 20 44.5 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = Adopta-se A´/A=0,2 Dimensionamento com tabelas
  • 238. Estruturas de Betão I 68/84 2011/2012 2 0.609 0.30 0.53 20 44.5 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = 2 0.2 44.5 8.9 s A cm ʹ′ = × = Adopta-se A´/A=0,2 Dimensionamento com tabelas
  • 239. Estruturas de Betão I 69/84 2011/2012 2 0.609 0.30 0.53 20 44.5 435 cd s yd bdf A cm f ω × × × = = = 2 0.2 44.5 8.9 s A cm ʹ′ = × = Adopta-se A´/A=0,2 2 44.5 8.9 53.4 s s A A cm ʹ′ + = + = Dimensionamento com tabelas
  • 240. 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
  • 241. Estruturas de Betão I 71/84 2011/2012 Exercício: Resolva o exercício anterior para betão da classe C40/50 e MEd=1000kNm. Exercício
  • 242. 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
  • 243. Estruturas de Betão I 73/84 2011/2012 3 1 26.7 10 0.81 0.30 0.33 2141 c cd F f k b x kN = ⋅ ⋅ ⋅ = × × × × = 2 0.416 0.33 0.14 c 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
  • 244. Estruturas de Betão I 74/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 2141 c F kN = Cálculo das resultantes 0.53-0.14=0.39m Fc Exercício
  • 245. Estruturas de Betão I 75/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 0.53-0.14=0.39m Fc 2141 c F kN = Exercício
  • 246. Estruturas de Betão I 76/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 0.53-0.14=0.39m Fc 2141 c F kN = Exercício
  • 247. Estruturas de Betão I 77/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 3 2141 0.39 435 10 0.46 Rd s M Aʹ′ = × + × ⋅ × 0.53-0.14=0.39m Fc 2141 c F kN = Exercício
  • 248. Estruturas de Betão I 78/84 2011/2012 Fs fcd 0.53-0.07=0.46m F’s 3 435 10 s yd s s F f A A = ⋅ = × ⋅ Cálculo das resultantes 3 435 10 s yd s s F f A A ʹ′ ʹ′ ʹ′ = ⋅ = × ⋅ 3 2141 0.39 435 10 0.46 Rd s M Aʹ′ = × + × ⋅ × 835 200100 Rd s M Aʹ′ ⇒ = + 0.53-0.14=0.39m Fc 2141 c F kN = Exercício
  • 249. Estruturas de Betão I 79/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 835 200100 1000 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Fc Exercício
  • 250. Estruturas de Betão I 80/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático 2 8.2 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ Fc 835 200100 1000 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Exercício
  • 251. Estruturas de Betão I 81/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático c s s F F F ʹ′ + = Fc 2 8.2 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ 835 200100 1000 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Exercício
  • 252. Estruturas de Betão I 82/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático c s s F F F ʹ′ + = 3 4 3 2141 435 10 8.2 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ Fc 2 8.2 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ 835 200100 1000 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Exercício
  • 253. Estruturas de Betão I 83/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático c s s F F F ʹ′ + = 2 57.4 s A cm ⇒ = Fc 3 4 3 2141 435 10 8.2 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ 2 8.2 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ 835 200100 1000 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = Exercício
  • 254. Estruturas de Betão I 84/84 2011/2012 Fs fcd F’s Equações de equilíbrio estático c s s F F F ʹ′ + = 2 57.4 s A cm ⇒ = Fc 3 4 3 2141 435 10 8.2 10 435 10 s A − ⇒ + × × × = × ⋅ 2 8.2 s A cm ʹ′ ⇒ ≥ 835 200100 1000 Rd s Ed M A kNm M ʹ′ = + ≥ = 2 57.4 8.2 65.6 s s A A cm ʹ′ + = + = Exercício