DIMENSIONAMENTO DE VIGAS MISTAS BIAPOADAS EM PERFIS "I" DE AÇO E CONCRETO

Resumo

A indústria da construção civil tem se desenvolvido de forma exponencial com o passar dos anos, e o maior reflexo desse desenvolvimento são as novas tecnologias construtivas adquiridas por meio de pesquisas e da prática. O sistema estrutural misto, apesar de não ser uma novidade muito recente, no Brasil ainda é pouco aplicado. A tecnologia de estruturas mistas busca associar materiais com comportamentos estruturais diferentes no intuito de se aproveitar das características positivas de cada um deles, otimizando o desempenho da estrutura. A associação mais comum é a do aço com o concreto, que representam os dois tipos de elementos mais aplicados na atualidade e de comportamentos bastante singulares entre si. A interação entre esses diferentes sistemas é feita por meio de conectores, sobre os quais serão dissertados posteriormente nesse mesmo estudo. Toda estrutura construtiva pode ser executada pelo sistema misto aço / concreto, desde pilares até vigas e lajes, e sua aplicação se justifica pela facilidade de execução e redução de custos, além de outros benefícios. Nesse trabalho serão apresentadas generalidades desse sistema estrutural e um estudo mais direcionado para o caso específico das vigas mistas biapoiadas em perfil I.

Palavras-chave: estruturas mistas; viga em perfil I; viga biapoiada

Lista de Figuras

Figura 2.1 – Comparação entre vigas fletidas, com e sem ação mista 08

Figura 2.2 – Exemplos de vigas mistas 09

Figura 2.3 – Exemplos de seções típicas de pilares mistos 09

Figura 2.4 – Sistema de laje mista 10

Figura 2.5 – Conector tipo pino com cabeça 12

Figura 2.6 – Conector tipo perfil “U” 12

Figura 3.1 – Esquema de uma viga mista 13

Figura 3.2 – Posição da linha neutra próxima da eficiência máxima 14

Figura 3.3 – Representação da largura efetiva da laje 15

Sumário

1. Introdução 6

1.1. Objetivo Geral 7

1.2. Objetivos Específicos 7

1.3. Justificativa 7

2. Revisão Bibliográfica 8

2.1. Sistemas Mistos 8

2.2. Elementos Mistos 8

2.2.1. Vigas Mistas 9

2.2.2. Pilares Mistos 9

2.2.3. Lajes Mistas 10

2.3. Vantagens do Sistema Misto 10

2.4. Conectores de Cisalhamento 11

2.5. Tipos de Conectores 11

2.5.1. Conectores Tipo Pino com Cabeça (“stud bolts”) 11

2.5.2. Conectores em Perfil U Laminado 12

3. Vigas Mistas 13

3.1. Introdução 13

3.1.1. Histórico 13

3.1.2. Definição e Características Gerais 13

3.2. Vigas Mistas Biapoiadas 14

3.2.1. Largura Efetiva da Laje 15

3.2.2. Resistência Última – Propriedades Plásticas 15

3.2.2.1. Interação Completa 15

3.2.2.2. Interação Parcial 16

3.2.3. Resistência Última – Propriedades Elásticas 16

3.2.4. Resistência Última – Cisalhamento Vertical 16

3.3. Vigas Mistas Contínuas e Semicontínuas 17

4. Metodologia 18

5. Cronograma 19

6. Referências 20

1. Introdução

Na engenharia encontramos diversos métodos construtivos e talvez o que torna mais atrativo um método sobre outro é o seu custo ou também podemos considerar o tempo de execução, que dependendo do tipo de obra é um fator primordial.

E nesse contexto somos apresentados às estruturas mistas ou sistemas mistos. Denominamos sistemas mistos, quando um perfil metálico passa a trabalhar em conjunto com o concreto, podendo assim formar, vigas, pilares e lajes. Segundo QUEIROZ (2001), essa interação entre o concreto e o perfil de aço pode ser dada por meios mecânicos (conectores, mossas, ressaltos etc.), por atrito, ou, em alguns casos, por simples aderência e repartição de cargas. Sistemas mistos são normalmente empregados na construção de pontes e edificações.

O sistema misto se mostra bem vantajoso uma vez que herda características com a resistência do aço e a robustez do concreto, além de vantagens econômicas como o fato de dispensar formas e redução de peso próprio e volume da estrutura, além de garantir uma maior gama de soluções construtivas.

O trabalho trata especificamente de vigas mistas, será feito um estudo com base na norma brasileira NBR 8800:2008 que apresenta fórmulas e métodos que serão utilizados na elaboração de uma planilha de cálculo que irá automatizar o processo de dimensionamento de uma viga mista.

Ao longo do trabalho será abordado no item 2 características gerais dos sistemas mistos e uma breve visão sobre os conectores, peças que garantem a ligação entre o aço e o concreto.

No item 3 faz-se maior foco sobre nosso tema de projeto, apresentando um estudo superficial sobre o comportamento e as características das vigas mistas em perfil I.

1.1. Objetivo Geral

No Brasil a tecnologia construtiva das estruturas mistas ainda é pouco aplicada. Esse trabalho tem como objetivo apresentar e divulgar