REVISTA ESTRUTURA
| OUTUBRO • 2016
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2. METODOLOGIA
A ABNT NBR 8800:2008 contém o pro-
cesso de dimensionamento de vigas de
aço esbeltas e de vigas mistas não es-
beltas, porém, o método de cálculo é o
mesmo que o preconizado pelas normas
internacionais AISC 360:10 e EUROCODE
3 (2005), que permitem vigas mistas es-
beltas. Portanto, e obedecendo aos cri-
térios impostos pelas normais interna-
cionais, como inclusão de enrijecedores
longitudinais e transversais, e da norma
brasileira, com inclusão de enrijecedo-
res transversais às vigas de aço esbeltas,
o procedimento presente na ABNT NBR
8800:2008 foi estendido, pelos autores,
para vigas mistas esbeltas.
A compatibilização dos enrijecedores
foi realizado com auxílio de análises não
lineares pelo método dos elementos
finitos, através do programa SAP2000
v16.0.0. Dessa maneira, fica evidencia-
do o comportamento da estrutura glo-
bal e de instabilidades locais perante
acréscimos e decréscimos de restrições,
possibilitando definir espaçamentos
e posicionamentos dos enrijecedores
transversais e longitudinais.
3. RESULTADOS E
DISCUSSÃO
3.1. Dimensionamento à
flexão das vigas de aço
O dimensionamento da viga de aço é
realizado levando em consideração as
cargas referentes aos estados-limites
durante a execução, incluindo a ação de
moldagem do concreto.
A classificação da esbeltez é dada pela
relação entre a altura da alma e sua es-
pessura.
(Eq. 2)
Para ser classificada como esbelta, a se-
ção deve possuir esbeltez maior que:
(Eq. 3)
Porém, não pode exceder 260 nem:
(Eq. 4)
(Eq. 5)
onde
a
é a distância entre eixos dos
enrijecedores transversais.
Além de obedecer aos limites de esbel-
tez do Anexo H da ABNT NBR 8800:2008,
também deve respeitar as relações geo-
métricas impostas nesse mesmo anexo.
O dimensionamento para o momento fle-
tor resistente para estado-limite último
se dá pelo menor valor dentre três consi-
derações: escoamento da mesa traciona-
da (EMT), instabilidade lateral com torção
(FLT) e instabilidade local da mesa (FLM).
Para os últimos dois estados-limites, FLT
e FLM, há a consideração do fator de re-
dução de momento fletor (k
pg
), respon-
sável por não submeter o cálculo à fase
elástica, que é dado por:
(Eq. 6)
onde:
ar
é igual a relação entre a área da
alma e da mesa comprimida,
sendo que a seção não pode ter a
relação com valor superior a 10.
3.2. Dimensionamento à
flexão das vigas mistas
SEÇÃO MISTA TRANSFORMADA
Para seções I esbeltas, o dimensiona-
mento do elemento já misto, ou seja,
após a cura do concreto, consiste em
obter tensões de compressão e tração
superiores às atuantes.
Por se tratar de dois materiais dife-
rentes, com características mecânicas
opostas, a seção utilizada para o cálculo
deve ser transformada para uma seção
de igual módulo de elasticidade. Para
isso, deve-se encontrar a razão modular,
que é a relação dos módulos de elasti-
cidade dos materiais. A este valor é re-
comendável pela ABNT NBR 8800:2008
multiplicar pelo coeficiente 3, em razão
dos efeitos de longa duração no concre-
to. Portanto, primeiramente define-se
a largura efetiva pelo qual o concreto
irá contribuir na resistência, em segui-
da divide-se pelo valor triplo da razão
modular, finalizando, assim, a geometria
da seção transformada. Fluxogramas e
maiores detalhes sobre o dimensiona-
mento de vigas esbeltas de aço e mistas
podem ser consultadas em DE CARLI,
CHAMBERLAIN(2016).
De posse das propriedades geométricas
e dos esforços atuantes, é realizada a
verificação do elemento. Primeiramen-
te, calcula-se a tensão de compressão
atuante no concreto:
(Eq. 7)
Para determinar a tensão de tração no
aço, determina-se a interação na viga mis-
ta: parcial ou completa. Segundo a ABNT
8800:2008, há dois fatores que definem
o tipo de interação: relação das mesas da
viga de aço e o comprimento do vão no
trecho de momento positivo (
L
e
).
Portanto, a interação será:
Ø
Completa, quando
L
e
> 25 m e mesas
de áreas iguais;
Ø
Parcial, quando
L
e
≤ 25 m e mesas de
áreas iguais;
Ø
Completa, quando
L
e
> 20 m e mesas
de áreas diferentes;
Ø
Parcial, quando
L
e
≤ 20 m e mesas de
áreas diferentes.
Assim, a tensão de tração atuante no aço,
quando interação completa, é:
(Eq. 8)
O cálculo para interação parcial é o mes-
mo, apenas alterando (
W
tr
)
i
para
W
ef
.
(Eq. 9)
onde:
(
W
tr
)
i
é o módulo de resistência elástico
inferior da seção mista
(
W
tr
)
s
é o módulo de resistência elástico
superior da seção mista
W
ef
é o módulo de resistência elástico
efetivo inferior da seção mista
W
a
é o módulo de resistência
elástico inferior do perfil de aço
ESTRUTURAS METÁLICAS
| DIMENSIONAMENTO DE VIGAS ESBELTAS MISTAS
