Este documento apresenta os tópicos de um curso de mestrado sobre estruturas de betão, incluindo materiais de betão e aço, escoras e tirantes, e flexão simples de acordo com o Eurocódigo 2.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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