21.2.1 Pressão de contato em área reduzida
Havendo carga em área reduzida, deve ser disposta armadura para resistir a todos os esforços de tração, sempre que a possibilidade de fissuração do concreto possa comprometer a resistência do elemento estrutural.
Quando a carga atuar em área menor do que a da superfície do elemento estrutural, pode-se considerar aumentada a resistência do concreto, não ultrapassando o valor resistente de cálculo, correspondente ao esmagamento, dado pela expressão:
onde:
Ac0 é a área reduzida carregada uniformemente;
Ac1 é a área máxima de mesma forma e mesmo centro de gravidade que Ac0, inscrita na área Ac2;. Ac2 é a área total, situada no mesmo plano de Ac0.
No caso de Ac0 ser retangular, a proporção entre os lados não deve ser maior que 2.
Os valores dados por essa equação devem ser reduzidos se a carga não for uniformemente distribuída ou se existirem esforços de cisalhamento. Essa expressão não se aplica a ancoragens de protensão, cuja segurança deve ser garantida por ensaios de certificação do sistema.
A figura 49 ilustra alguns casos em que a fissuração pode comprometer a resistência do elemento estrutural e deve ser disposta armadura para resistir aos esforços de tração.
0 c cd 2 c 1 c cd 0 c rd A f A /A 3,3f A F = ≤
Figura 49 - Regiões de pressão localizada
21.2.2 Articulações em concreto
São articulações obtidas por meio de um núcleo reduzido do concreto que transmitem esforços que podem ser reduzidos a uma força, cuja inclinação deve ser no máximo igual a 1/8, conforme mostrado na figura 50. Os elementos estruturais articulados devem ser armadas obedecendo o disposto no item 21.2.1.
Figura 50 - Região de articulação em concreto
21.2.3 Região de introdução da protensão
Para o cálculo dessas regiões devem ser considerados modelos tridimensionais, dado que as dimensões da superfície de apoio da ancoragem são pequenas, se comparadas com a seção transversal do elemento estrutural (ver Anexo A).
Essas zonas podem ser calculadas com a ajuda do método das bielas e tirantes, devendo ser analisadas e projetadas considerando:
a) equilíbrio global da região;
a) os efeitos da tração transversal (fendilhamento anelar) devido às ancoragens, individualmente e no seu conjunto;
a) os efeitos da compressão nessa zona (esmagamento).
Enquadram-se neste item cargas aplicadas através de insertos metálicos, chumbadores, etc., que podem corresponder a esforços de compressão, tração, cisalhamento ou a esforços compostos.
A verificação dos efeitos locais no caso da compressão deve atender ao disposto em 21.2.1. No caso de tração deve ser verificado o arrancamento e no caso de cisalhamento o esmagamento na borda do concreto em contato com o chumbador, de acordo com as seções pertinentes desta Norma ou consultada literatura ténica especializada.
Cuidados especiais devem ser tomados no dimensionamento e detalhamento da armadura do elemento estrutural de forma a obter a transferência e continuidade da resistência às forças de tração introduzidas pelos chumbadores, garantindo o equilíbrio do conjunto. A figura 51 mostra exemplo desse caso.
Figura 51 - Pressões junto a um pino embutido em um elemento estrutural de concreto
21.3 Furos e aberturas
Estruturas cujo projeto exige a presença de aberturas devem ser calculadas e detalhadas considerando as perturbações das tensões que se concentram em torno dessas aberturas, prevendo, além das armaduras para resistir aos esforços de tração já mencionados nesta Norma, também armaduras complementares dispostas no contorno e nos cantos das aberturas.
Os limites para as dimensões de furos e aberturas constam da seção 13.
21.3.1 Paredes e vigas-parede
Quando as aberturas se localizarem em regiões pouco solicitadas e não modificarem significativamente o funcionamento do elemento estrutural, basta colocar uma armadura de compatibilização da abertura com o conjunto. Caso contrário deve ser adotado um modelo específico de cálculo para ocaso em questão, baseado, por exemplo, no método dos elementos finitos ou de bielas e tirantes. Ver figura 52.
Figura 52 - Aberturas em paredes planas de concreto armado
21.3.2 Furos que atravessam as vigas em direção da altura
As aberturas em vigas, contidas no seu plano principal, como furos para passagem de tubulação vertical nas edificações (ver figura 53), não devem ser superiores a 1/3 da largura dessas vigas nas regiões desses furos. Deve ser verificada a redução da capacidadeportante ao cizalhamento e à flexão na região da abertura.
A distância mínima de um furo à face mais próxima da viga deve ser no mínimo igual a 5 cm e duas vezes o cobrimento previsto nessa face. A seção remanescente nessa região, tendo sido descontada a área ocupada pelo furo, deve ser capaz de resistir aos esforços previstos no cálculo, além de permitir uma boa concretagem.
No caso de ser necessário um conjunto de furos, os furos devem ser alinhados e a distância entre suas faces deve ser de no mínimo 5 cm ou o diâmetro do furo e cada intervalo deve conter pelo menos um estribo.
No caso de elementos estruturais submetidos à torção, esses limites devem ser ajustados de forma a permitir um funcionamento adequado.
Figura 53 - Abertura vertical em vigas
21.3.3 Aberturas em lajes
No caso de aberturas em lajes, as condições seguintes devem ser respeitadas em qualquer situação, obedecendo também ao disposto na seção 13:
a) a seção do concreto remanescente da parte central ou sobre o apoio da laje deve ser capaz de equilibrar os esforços no estado limite último, correspondentes a essa seção sem aberturas;
b) as seções das armaduras interrompidas devem ser substituídas por seções equivalentes de reforço, devidamente ancoradas;
c) no caso de aberturas em regiões próximas a pilares, nas lajes lisas ou cogumelo, o modelo de cálculo deve prever o equilíbrio das forças cortantes atuantes nessas regiões.