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Nesta seção são apresentados os métodos para o cálculo de flechas em vigas propostos pelas normas ABNT NBR 6118 (2014) e Eurocode 2 (2004). O método proposto pela ABNT NBR 6118 (2014) estima uma rigidez equivalente para a seção fissurada de concreto armado, a qual deve ser utilizada no cálculo da flecha da viga. Já o método proposto pelo Eurocode 2 (2004) apresenta uma estimativa para a flecha de vigas através da interpolação entre curvaturas no Estádio I e Estádio II puro, de forma a considerar a fissuração e a colaboração da resistência à tração entre fissuras do concreto.

3.3.1 Procedimento recomendado pela ABNT NBR 6118 (2014)

O procedimento apresentado pela norma brasileira ABNT NBR 6118 (2014) em seu item 17.3.2.1 define que a flecha em viga de concreto armado pode ser aproximada utilizando-se uma rigidez à flexão equivalente (EI)eq para a viga fissurada sob flexão trabalhando no Estádio II, se- gundo a equação (EI)eq= Ecm (  Mcr Ma 3 Ic+ " 1 − Mcr Ma 3# III ) ≤ EcmIc (3.3.1)

na qual Ecm é o módulo de deformação longitudinal secante do concreto, Ma é o momento fletor

máximo em trecho da viga, e Ic e III são, respectivamente, o momento de inércia da seção bruta

calculado com a razão modular nm, a qual é expressa por

nm= Es

Ecm (3.3.2)

onde Es é o módulo de elasticidade do aço.

O momento de fissuração Mcr é calculado pela expressão, segundo item 17.3.1 da mesma

norma,

Mcr=

αtrIcfctm

ytr (3.3.3)

onde αtr é um coeficiente relacionado à geometria da seção transversal (sendo igual a 1,2 para

seções T ou duplo T, 1,3 para seções I ou T invertido e 1,5 para seções retangulares), fctm é a

resistência à tração média do concreto e ytr é a distância do centro de gravidade da seção à borda

tracionada.

A resistência à tração média do concreto para concretos até classe C50, segundo ABNT NBR 6118 (2014), pode ser calculada por

fctm= 0, 30 fck2/3 (3.3.4)

onde fcké a resistência à compressão característica do concreto, em MPa.

Para o cálculo da flecha total δt levando em consideração o efeito diferido de fluência, a ABNT

NBR 6118 (2014) sugere a seguinte simplificação

δt= δt0 1 + αf



(3.3.5) onde δt0 é a flecha imediata da viga de concreto armado.

A norma define αf como o fator que considera a fluência (item 17.3.2.1.2), calculado por

αf =

∆ξ

1 + 50ρ0 (3.3.6)

onde ρ0é a taxa geométrica de armadura de compressão. O coeficiente ξ é definido por

ξ (t) =    0, 68 (0, 996t)t0,32 ,t ≤ 70 2 ,t > 70 (3.3.7) definindo-se ∆ξ = ξ (t) − ξ (t0) (3.3.8)

onde t é a idade, em meses, no qual se deseja calcular a flecha total e t0é a idade, em meses, relativa

ao início da aplicação da carga de longa duração.

3.3.2 Procedimento recomendado pelo Eurocode 2 (2004)

A norma europeia Eurocode 2 (2004) apresenta em seu item 7.4.3 um procedimento para cálculo de flecha em elementos estruturais em que se espera que ocorra fissuração, mas que não estejam totalmente fissurados, de modo a considerar a colaboração do concreto entre fissuras.

No caso de elementos submetidos preponderantemente à flexão, a norma europeia recomenda a seguinte expressão para o cálculo de deformações:

ω = ζ ωII+ (1 − ζ ) ωI (3.3.9)

onde ω é o parâmetro de deformação que se deseja calcular (podendo ser curvatura, deformação, rotação ou, como simplificação, deslocamento) e ωI e ωII são os valores do parâmetro calculados

para o elemento não-fissurado e totalmente fissurado, respectivamente.

Em elementos estruturais fletidos, o coeficiente de distribuição ζ que considera a colaboração do concreto entre fissuras é calculado por

ζ = 1 − β Mcr M

2

(3.3.10)

sendo Mcr o momento de fissuração, M o momento fletor solicitante na seção e β o fator relativo à

influência da duração ou da repetição do carregamento, assumindo o valor de 0,5 para carregamen- tos prolongados ou grande número de ciclos de carga e 1,0 para carregamentos de curta duração.

Ainda, no cálculo de deformações deve-se levar em conta a resistência à tração do concreto e seu módulo de elasticidade efetivo. Usualmente, indica-se o uso da resistência média à tração do concreto fctm, entretanto, não havendo esforços axiais significativos (resultantes de efeitos térmicos

ou retração, por exemplo), pode-se utilizar a resistência à tração média em flexão fctm, f l, expressa

por fctm, f l = max  1, 6 − h 1000  fctm, fctm  (3.3.11) na qual h é a altura da seção transversal do elemento fornecida em milímetros (mm).

Essa norma não apresenta expressão para cálculo do momento de fissuração. Ruiz, Dutari e Escribano (2009) sugerem que este seja calculado como

onde WI é o módulo de resistência da fibra tracionada extrema da seção homogeneizada não-

fissurada.

No cálculo de flecha imediata, deve-se utilizar o módulo de deformação longitudinal secante do concreto, o qual é definido por

Ecm= 22000

 fcm

10 0,3

(3.3.13) onde fcmé a resistência média à compressão do concreto, em MPa.

Para carregamentos de longa duração, pode-se considerar o efeito da fluência no cálculo de deformações utilizando-se o módulo de deformação longitudinal efetivo do concreto Ec,e f segundo

a expressão

Ec,e f = Ecm 1 + ϕ (∞,t0)

(3.3.14) onde ϕ (∞,t0) é o coeficiente de fluência relativo ao intervalo de carregamento e Ecmé o módulo de

deformação longitudinal secante do concreto.

Assim, a curvatura devida ao carregamento considerando-se efeitos de fluência χ(t0+ϕ) é dada por

χ(t0+ϕ)= ζ χ(t0+ϕ),II+ (1 − ζ ) χ(t0+ϕ),I (3.3.15) onde χ(t0+ϕ),I e χ(t0+ϕ),II são as curvaturas devidas ao carregamento considerando-se efeitos de

fluência para os estados não-fissurado e fissurado, respectivamente.

A curvatura induzida por retração χcspode ser avaliada pela seguinte expressão

χcs= ζ χcs,II+ (1 − ζ ) χcs,I (3.3.16)

onde ζ é o coeficiente de distribuição (Equação 3.3.10) e χcs,I e χcs,II são as curvaturas devidas à

retração nos estados não-fissurado e fissurado, respectivamente, as quais são calculadas por

χcs,I = εcsnm,e SI II (3.3.17) e χcs,II = εcsnm,e SII III (3.3.18)

onde εcs é a deformação de retração livre, S é o momento estático da armadura em relação ao

centroide da seção transversal, I é o momento de inércia à flexão da seção homogeneizada e nm,eé

a razão modular efetiva.

Segundo o Eurocode 2 (2004), a maneira rigorosa de se avaliar a flecha é através do cálculo da curvatura final em diversos pontos do elemento estrutural analisado e, em seguida, integrando-

se numericamente ao longo da viga. Pode-se, então, utilizar o mesmo procedimento indicado na Subseção 3.2.3, sendo a curvatura na idade t (χt) obtida pela soma das curvaturas devidas ao

carregamento, à fluência e à retração

χt= χ(t0+ϕ)+ χcs (3.3.19)

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