Dimensionamento de viga subarmada

O AltoQi Eberick dimensiona as vigas à flexo-compressão reta. Em casos onde a viga possui uma laje adjacente, os esforços de compressão são absorvidos pela laje, de modo que a viga pode ser dimensionada à flexão reta simples.

Limites para a viga subarmada

Conforme explicado no artigo anterior, vigas subarmadas estarão no domínio 3 de deformação. Com o auxílio da figura acima, é possível perceber que este domínio entende que o concreto estará completamente solicitado, sendo que o aço já estará em regime de escoamento. Esta é a situação desejável, pois os dois materiais são aproveitados inteiramente. Além disso, a ruptura se dará por escoamento do aço, o que significa que antes da ruína, devido ao alongamento excessivo da armadura tracionada, haverá grandes acréscimos de deformações e fissuras. Isso é interessante de um ponto de vista de segurança, uma vez que assegura um tempo maior de ação caso a peça venha à ruína. 

Equilíbrio de forças 

Com base no diagrama de deslocamentos, podemos desenhar a distribuição de tensões presentes no concreto. Perceba que é considerado um diagrama parábola retângulo para a compressão do concreto, o qual pode ser simplificado por um diagrama retangular, como mostrado na imagem acima. Neste caso, a reação de compressão do concreto Rcc será dada pelo volume da região em laranja:

Também sabemos, do domínio 3, que o aço já atingiu o seu escoamento e que, portanto, a reação de tração do aço Rst será dada pela área de aço inferior multiplicada pela tensão de escoamento do material:

Por meio da figura acima, deduzimos também que o braço de alavanca formado pela reação de compressão do concreto e a reação de tração no aço deve contrapor o momento agindo sobre a peça. Com base nisso, podemos escrever:

Perceba que a equação acima é uma equação do segundo grau para βLN= xLN/d. Reescrevendo a equação em termos de  βLN com o auxílio de Bháskara, podemos descobrir o valor de βLN.

Podemos, portanto, verificar se  βLN < β34. Caso a relação seja menor, poderemos considerar a viga atuando no domínio 3. Neste caso, por semelhança de triângulos temos que para a viga estar no domínio 3  o valor da linha neutra deve ser no máximo igual a X34=0,628d. 

De todo modo, a NBR 6118 impõe limites quanto a relação x/d. Em seu item 14.6.4.3 estabelece que para proporcionar o adequado comportamento dúctil em vigas e lajes, a posição da linha neutra no ELU deve obedecer aos seguintes limites:

• x/d ≤ 0,45, para concretos com fck ≤ 50 MPa; 
• x/d ≤ 0,35, para concretos com 50 MPa < fck ≤ 90 MPa.

Respeitando esses critérios normativos, garantindo rupturas dúcteis, podemos determinar a área de aço com o equilíbrio da contribuição do aço no braço de alavanca: