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Guias e Dicas
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Estruturas de Betão Armado II - ISEP exercicios resolvidos, Exercícios de Teoria das Estruturas

Estruturas de Betão Armado II

Tipologia: Exercícios

2020
Em oferta
30 Pontos
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Compartilhado em 29/09/2020

gerson-nataniel-5
gerson-nataniel-5 🇧🇷

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I
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL
E
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S
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TR
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U
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R
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LAJES APOIOADAS EM QUATRO BORDOS
PUNÇOAMENTO
PILARES
FUNDAÇÕES
EXERCÍCIOS PROPOSTOS E RESOLVIDOS
ISABEL ALVIM TELES
pf3
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Baixe Estruturas de Betão Armado II - ISEP exercicios resolvidos e outras Exercícios em PDF para Teoria das Estruturas, somente na Docsity!

I DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL

EE ESSSTTTRRRUUUTTTUUURRRAAASSS DDDEEE BBBEEETTTÃÃÃOOO 222

LAJES APOIOADAS EM QUATRO BORDOS

PUNÇOAMENTO

PILARES

FUNDAÇÕES

EXERCÍCIOS PROPOSTOS E RESOLVIDOS

ISABEL ALVIM TELES

versão 0 (^) i INTRODUÇÃO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL

EE ESSSTTTRRRUUUTTTUUURRRAAASSS DDDEEE BBBEEETTTÃÃÃOOO 222

O objectivo deste documento é o de ajudar os alunos no estudo e compreensão das matérias abordadas na

Unidade Curricular de Estruturas de Betão 2, assim como na preparação para as provas de avaliação.

Os exercícios aqui reunidos estiveram incluídos em provas de avaliação ou nas fichas das aulas de

Orientação Tutorial da autora.

As resoluções apresentadas foram disponibilizadas aos alunos da UC EBET2 no ano lectivo 2009/2010, pelo

que a regulamentação e regras utilizadas eram as que nessa data estavam em vigor na UC.

Qualquer comentário que contribua para a revisão e melhoria deste documento será bem acolhido,

agradecendo a autora desde já o contacto através do mail: iat@isep.ipp.pt

Isabel Alvim Teles

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

6,00 6,

PLANTA

V2 (0,30x0,55)

7,

7,

V1 (0,30x0,50) V1 (0,30x0,50)

V2 (0,30x0,55)

V2 (0,30x0,55)

V2 (0,30x0,55)

V3 (0,30x0,60)

V3 (0,30x0,60)

V1 (0,30x0,50) V1 (0,30x0,50)

V1 (0,30x0,50) V1 (0,30x0,50)

01

EXERCÍCIO PROPOSTO

(EXAME 21-04-2010)

O desenho anexo representa a planta estrutural de um edifício industrial realizado com betão C20/25 e aço

S400. As lajes são maciças armadas em duas direcções, constituindo painéis rectangulares com dimensão

em planta 6,00m x 7,50m (ver desenho) e com 0,21m de espessura (d=0,17m).

Os valores característicos das acções a actuar nas lajes, para além do seu peso próprio, são os seguintes:

  • enchimentos ……………..... 3,0 kN/m

2

  • paredes divisórias ……..... 2,0 kN/m

2

  • sobrecarga ...................... 6,0 kN/m

2

Foram determinados os esforços nas lajes e após ter sido realizada uma redistribuição dos momentos

negativos sobre a viga V3, foi calculada uma armadura superior de Ø12//0.125 como se descreve na Planta

de Armaduras Superiores (ver página seguinte).

Faça o projecto de betão armado da laje seguindo os pontos abaixo listados.

  • ••• Determine qual a redistribuição dos

momentos negativos sobre a viga V3 que

foi considerada;

  • ••• Calcule as armaduras inferiores paralelas

ao lado menor da laje compatíveis com a

redistribuição efectuada;

  • ••• Determine todas as armaduras inferiores

e superiores paralelas ao lado maior da

laje (sem redistribuição);

  • ••• Determine todas as restantes

armaduras, identificando-as claramente;

  • ••• Complete o desenho das armaduras

superiores da laje na planta da página

seguinte;

  • ••• Cotando devidamente o desenho,

represente numa planta todas as

armaduras inferiores da laje;

  • ••• Caracterize detalhadamente as acções

que permitem determinar os diagramas

de esforços de cálculo da viga V1;

  • ••• Verifique a segurança da laje em relação

ao esforço transverso.

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

1.80 1.

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
REDISTRIBUIÇÃO DOS MOMENTOS NEGATIVOS SOBRE A VIGA V
  • Momento negativo resistente após redistribuição

O momento negativo após redistribuição será igual ao momento resistente correspondente à armadura

Ø12//0,125.

As = Ø12//0,125 = 9,05 cm

2 /m

0,1393 μ 0, 0,17 13,

cd

b.f

A. f ω

s yd = ⇒ = ×

× ×

M μ.b.d.f 0,1294x0,17 x13,3x 10 49,74 kNm/m

2 3 cd

2 Rd = = =

Momento negativo após redistribuição = 49,74 kNm/m

  • ∆M - Redistribuição efectuada

∆M = Momento inicial – Momento final (após redist.) = 72,36 – 49,74 = 22,62 kNm/m

% Redistribuição efectuada = 72,

  • Momento que permite calcular a armadura inferior // lado menor da laje após redistribuição

my

+ ,Ed = 27,13 +^ 2

∆ M

= 38,44 kNm/m

DETERMINAÇÃO DE ARMADURAS

Armadura mínima

Armadura máxima

Espaçamentos regulamentares máximos

Zona de esforços máximos Outras zonas

sAp = 2h ≤ 0,25 m ⇒ sAp = 0,25 m sAp = 3h ≤ 0,40 m ⇒ sAp = 0,40 m

sAd = 3h ≤ 0,40 m ⇒ sAd = 0,40 m sAd = 3,5h ≤ 0,45 m ⇒ sAd = 0,45 m

0,0013b.d 0,0013x0,17 2,21cm /m

x0,17 2,431cm /m condicionante 400

b.d 0,26x f

f 0,26. A

2

2

yk

ctm

mín  

A 0,04b.h 0,04x0,21 84 cm /m

2 máx = = =

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
  • Armadura principal inferior // lado menor da laje

my

+ ,Ed = 38,44 kNm/m

0,1000 ω 0, 1 0,17 13,3 10

b.d.f

m μ 2 3 cd

2

y,Ed = ⇒ = × × ×

× ×

máx

2 mín

yd

cd

A

A

6,89cm/m 348

f

ω.b.f A/m

Banda central: 6,89 cm

2 /m ⇒ Ø10//0,10 (7,85 cm

2 /m)

Ø10//0,20 (até ao apoio) + Ø10//0,20 (dispensa)

Bandas laterais: Ø10//0,20 (3,93 cm

2 /m) ≥ Amín (2,43 cm

2 /m)

  • Armadura principal inferior // lado maior da laje

mx

+ ,Ed =^ 22,20 kNm/m

0,0578 ω 0, 1 0,17 13,3 10

b.d.f

m μ 2 3 cd

2

x,Ed = ⇒ = × × ×

× ×

máx

2 mín

yd

cd

A

A

3,89cm /m 348

f

ω.b.f A/m

Banda central: 3,89 cm

2 /m ⇒ Ø8//0,125 (4,02 cm

2 /m)

Como Ø8//0,25 < Amín (2,43cm

2 /m) não se faz dispensa

Bandas laterais: Amín (2,51 cm

2 /m) ⇒ Ø8//0,20 (2,51 cm

2 /m)

  • Armadura principal superior sobre os apoios // lado maior da laje

mx

- ,Ed =^ 60,85 kNm/m

0,1583 ω 0, 1 0,17 13,3 10

b.d.f

m μ 2 3 cd

2

x,Ed = ⇒ = × × ×

× ×

máx

2 mín

yd

cd

A

A

11 ,30cm/m 348

f

ω.b.f A/m

Armadura: 11,30 cm

2 /m ⇒ Ø12//0,10 (11,31 cm

2 /m)

Nota

Tabela de armaduras consultada: Tabela 2, página 28, coluna 0 A

A'

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Armadura representada a azul

A armadura superior representada a azul é a armadura de distribuição da armadura principal de momentos

negativos.

Armadura a azul = 20% de Ø12//0,10 = 2,26 cm

2 /m ⇒ Ø6//0,125 (2.26 cm

2 /m)

Armadura representada a magenta

A armadura superior representada a magenta é a armadura de distribuição da armadura de continuidade

sobre o apoio simples (armadura verde).

Armadura a magenta = 20% de Ø8//0,20 = 0,50 cm

2 /m ⇒ Ø6//0,30 (0,94 cm

2 /m)

DESENHO

Os desenhos das armaduras encontram-se nas páginas 10 e 11.

Largura das bandas superiores = 0,3 x ly = 0,3 x 6,00 = 1,80 m

Largura das bandas inferiores = 0,2 x ly = 0,2 x 6,00 = 1,20 m

Amarração das armaduras nos apoios

A amarração das armaduras nos apoios deverá ser feita de acordo com os esquemas seguintes.

Armaduras inferiores a amarrar

nos apoios extremos: Ø

Armaduras superiores a amarrar

nos apoios extremos: Ø

Comprimento de sobreposição mínimo: l0,min ≥ máx (0,45 lbd; 15Ø; 20 cm)

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

60°

30°

60°

30°

60°

30°

45°

45°

45°

45°

45°

45°

45°

45°

60°

30°

V1 V

V1 V

3.75 2.

Viga V

6.00 6.

2.165 3.

V

V

V

V

V

V

V1 V

QUANTIFICAÇÃO DE ACÇÕES NA VIGA V1 (0,30 X 0,50)

Carga uniformemente distribuída: pEd = 22,84 kN/m

2

Peso próprio da viga V1 = 0,30 x 0,50 x 25 x 1,35 = 5,0625 kN/m

Máxima acção da laje sobre a viga V1 = 22,84 x 3,75 x 2 = 171,30 kN/m

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

  • 0.20 0. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - 7.
  • 1.80 1.80 1. - 1. - 1. - 1. - 1.
      1. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
  • 1.20 1. - 1. - 1.

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

02

RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO

QUANTIFICAÇÃO DE CARGAS
  • Carga uniformemente distribuída

pEd = 1,35 (0,18 x 25 + 3 + 0,30 x 19) = 17,82 kN/m

2

  • Carga triangular (tipo 3 – Tabelas Montoya)

pEd = 1,35 (0,60 x 19) = 15,39 kN/m

2

DETERMINAÇÃO DE MOMENTOS PELAS TABELAS DO MONTOYA

Caso: 5ª linha e 6,

l

l

X

y

  • Momento que permite calcular a armadura inferior // lado menor da laje

my

+ ,Ed =^ 0,001 x 17,82 x 5,

2 x 34 + 0,001 x 15,39 x 5,

2 x 19 =

= 18,328 + 8,845 = 27,17 kNm/m

  • Momento que permite calcular a armadura inferior // lado maior da laje

mx

+ ,Ed =^ 0,001 x 17,82 x 5,

2 x 18 + 0,001 x 15,39 x 5,

2 x 16 =

= 9,703 + 7,449 = 17,15 kNm/m

  • Momento que permite calcular a armadura superior sobre os apoios // lado menor da laje

my

- ,Ed =^ 0,001 x 17,82 x 5,

2 x 74 + 0,001 x 15,39 x 5,

2 x 41 =

= 39,890 + 19,087 = 58,98 kNm/m

f 348 MPa

f 400 MPa AçoS

f 2,2MPa

f 13,3MPa

f 20 MPa

Materiais : BetãoC20/ yd

yk

ctm

cd

ck

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

M M

M M M

5,50 m 5,50 m

diagrama inicial

diagrama final

REDISTRIBUIÇÃO DE 25% DOS MOMENTOS NEGATIVOS

∆M = 0,25 x 58,98 = 14,745 kNm/m

Momento negativo após redistribuição: 58,98 – 14,745 = 44,235 kNm/m

Momento positivo após redistribuição: 27,17 + 14,745 = 41,915 kNm/m

DETERMINAÇÃO DE ARMADURAS
  • Armadura mínima
  • Armadura máxima
  • Espaçamentos regulamentares máximos

Zona de esforços máximos Outras zonas

sAp = 2h ≤ 0,25 m ⇒ sAp = 0,25 m sAp = 3h ≤ 0,40 m ⇒ sAp = 0,40 m

sAd = 3h ≤ 0,40 m ⇒ sAd = 0,40 m sAd = 3,5h ≤ 0,45 m ⇒ sAd = 0,45 m

0,0013b.d 0,0013x0,14 1,82cm /m

x0,14 2,002cm /m condicionante 400

b.d 0,26x f

f 0,26. A

2

2

yk

ctm

mín  

A 0,04b.h 0,04x0,18 72 cm /m

2 máx = = =

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
  • Outras armaduras superiores

Armadura representada a vermelho

A armadura superior representada a vermelho tem que respeitar as seguintes condicionantes:

  • armadura de canto = 0,50 x (maior armadura inferior) = 0,50 x 11,31 = 5,66 cm

2 /m

  • Amín (2,00 cm

2 /m)

  • armadura de distribuição da armadura principal de momentos negativos

(20% de Ø12//0,10 = 2,26 cm

2 /m)

Armadura a vermelho condicionante = 5,66 cm

2 /m ⇒ Ø10//0,125 (6,28 cm

2 /m)

Armadura representada a verde

A armadura superior representada a verde é a armadura de continuidade sobre o apoio simples e tem que

respeitar as seguintes condicionantes:

  • armadura de continuidade = 15% de Ø10//0,20 = 0,59 cm

2 /m

  • Amín ( 2,00 cm

2 /m )

Armadura a verde condicionante = 2,00 cm

2 /m ⇒ Ø8//0,25 (2,01 cm

2 /m)

Armadura representada a amarelo

A armadura superior representada a amarelo é a armadura de distribuição da armadura principal de

momentos negativos.

Armadura a amarelo = 20% de Ø12//0,10 = 2,26 cm

2 /m ⇒ Ø8//0,20 (2,51 cm

2 /m)

Armadura representada a azul

A armadura superior representada a azul é a armadura de distribuição da armadura de continuidade sobre

o apoio simples (armadura verde).

Armadura a azul = 20% de Ø8//0,25 = 0,40 cm

2 /m ⇒ Ø6//0,30 (0,94 cm

2 /m)

ESTRUTURAS DE BETÃO 2 ISABEL ALVIM TELES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DESENHO

Os desenhos encontram-se nas páginas 20 e 21.

Largura das bandas inferiores = 0,2 x lY = 0,2 x 5,50 = 1,10 m

Largura das bandas superiores = 0,3 x lY = 0,3 x 5,50 = 1,65 m

Amarração das armaduras nos apoios

A amarração das armaduras nos apoios deverá ser feita de acordo com os esquemas seguintes.

Comprimento de sobreposição mínimo: l0,min ≥ máx (0,45 lbd; 15Ø; 20 cm)