Recomendações para verificação da estabilidade lateral de vigas pré-moldadas em fases transitórias

KRAHL, P. A.; LIMA, M. C. V.; EL DEBS, M. K.

doi:10.1590/S1983-41952015000600003

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Revista IBRACON de Estruturas e Materiais

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Sumário

Articles • Rev. IBRACON Estrut. Mater. 8 (6) • Nov-Dec 2015 • https://doi.org/10.1590/S1983-41952015000600003 copiar

Recomendações para verificação da estabilidade lateral de vigas pré-moldadas em fases transitórias

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Este artigo objetiva apresentar recomendações para a verificação da segurança de vigas pré-moldadas em fases transitórias, comparar resultados de análises paramétricas com recomendações de normas nacionais e internacionais e confrontar as formulações utilizadas para o cálculo da carga crítica de instabilidade lateral. Nas fases transitórias de transporte e içamento, as vigas pré-moldadas são suscetíveis à perda de estabilidade lateral, porque a vinculação estabelecida oferece pequena restrição ao elemento de girar em torno de seu eixo e deslocar-se lateralmente. Para recomendar limites de esbeltez são realizadas análises paramétricas utilizando formulações baseadas em instabilidade bifurcacional, incluindo problemas de autovalor com o método dos elementos finitos. Os resultados mostram que os limites de segurança para vigas I e retangular são diferentes. Para os casos analisados e tomando como referência a equação de esbeltez de viga utilizada pelo fib Model Code [13], o limite determinado para vigas retangulares seria de 85 e para vigas de seção I seria de 53, o que poderia ser tomado igual a 50, como recomendado pela norma. Dentre os casos analisados de vigas I, somente a recomendação do fib Model Code [13] atende o limite de esbeltez para fases transitórias.

Palavras-chave:
instabilidade lateral de vigas; concreto pré-moldado; içamento; transporte; esbeltez

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[TFN11] ℓ_0f: vão teórico ou espaçamento entre contraventamentos;

[TFN12] h: altura da seção;

[TFN13] b_f: largura da mesa comprimida. Para seção retangular trocar b_f por b_w;

[TFN14] h_m: distância entre o centro de gravidade da seção e o ponto de apoio;

[TFN15] a: deslocamento lateral elástico da viga, considerando o peso próprio atuando nessa direção.

[TFN16] Notas¹ não distinguem entre fase transitória e definitiva ² Como a versão atual não contempla o assunto, está sendo feita referência a versão anterior.

Norma/código	Limite de esbeltez
Norma/código	Fase definitiva	Fase transitória
Eurocode 2 [11]	ℓ_0f h^1/3 / b_f^4/3 < 50 h / b_f< 2,5	ℓ_0f h_1/3 / b_f^4/3 < 70 h / b_f< 3,5
ABNT NBR 9062 [9]²	ℓ_0f h / b_f²< 500 ℓ_0f / b_f < 50	h_m / a > 2
ACI 318-02 [12]¹	ℓ_0f / b_f< 50
fib Model Code [13]¹	ℓ_0f h_1/3 / b_f^4/3 < 50
BS:8110-1 [14]¹	ℓ_0f h / b_f² < 250 ℓ_0f / b_f < 60
ABNT NBR 6118 [10]¹	h / b_f < 2,5	ℓ_0f / b_f < 50

g(α)	ϱ=a/ℓ
g(α)	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
0,02	2,55	2,4	0,133	0,018	0,0043	0,0014
0,04	10,1	9,23	0,523	0,0716	0,0171	0,0056
0,08	40	31,8	1,95	0,278	0,0672	0,0222
0,16	150,1	83,5	6,28	1	0,253	0,0854
0,32	485,3	148,4	14,8	2,93	0,83	0,297
0,6	1079,5	193,1	23,8	5,76	1,89	0,751
1,2	1833	222,4	31,7	8,9	3,34	1,48
2,5	2396,5	238,4	36,7	11,2	4,57	2,19
5	2678,2	245,9	39,3	12,5	5,29	2,63
10	2817,1	249,7	40,7	13,2	5,68	2,88
20	2885,3	251,6	41,4	13,5	5,89	3,02
40	2919,7	252,5	41,7	13,7	6	3,09
100	2944,4	253,5	42	13,9	6,07	3,16

Viga retangular		Viga I
Largura (cm)	Altura (cm)	Vão (m)	Largura da mesa (cm)	Altura (cm)	Vão (m)
15 a 50	150	30	40 a 80	150	30
20	150	20 a 30	80	150	30 - 40

h / b_w	ℓ_0fh^1/3 / b_w^4/3	Carga crítica de instabilidade (kN/m)
		Lebelle		Stratford et al.		Stratford et al.¹		LTBeam
		I²	T	I	T	I	T	I	T
10,00	430,89	4,07	10,62	3,82	10,24	3,73	9,87	10,45	11,51
7,50	293,62	9,55	18,43	9,14	24,28	8,61	23,40	17,61	19,64
5,00	171,00	31,5	35,37	31,13	81,96	25,78	79,00	34,14	38,38
3,75	116,52	72,75	53,63	74,13	194,30	49,70	187,20	53,32	60,09
3,00	86,53	138,30	60,48	145,17	379,45	74,06	365,63	74,9	84,50

Vão (m)	ℓ_0fh^1/3 / b_w^4/3	Carga crítica de instabilidade (kN/m)
		Lebelle		Stratford et al.		Stratford et al.¹		LTBeam
		I²	T	I	T	I	T	I	T
20	293,62	9,55	18,43	9,14	24,28	8,61	23,79	17,61	19,34
25	244,68	23,20	29,49	24,83	41,96	22,03	41,03	37,00	31,20
30	195,74	77,80	51,50	96,30	81,96	71,94	79,93	50,40	55,78

Esbeltez	Item 3.1	Item 3.2
ℓ_0f h_1/3 / b_w^4/3	85	195
ℓ_0f h / b_w²	180	750
ℓ_0f / b_w	60	100
h / b_w	3	7,5

h / b_f	ℓ_0fh^1/3 / b_f^4/3	Carga crítica de instabilidade (kN/m)
		Lebelle		Stratford et al.		Stratford et al.¹		LTBeam
		I²	T	I	T	I	T	I	T
3,75	116,52	15,56	23,97	17,89	27,18	16,3	26,25	23,80	25,96
2,50	67,86	51,2	41,4	53,3	50,61	41,5	48,04	41,24	45,65
1,88	46,24	105,97	62,29	122,5	82,19	78,6	76,4	63,24	69,29

Esbeltez	fib Model Code [13]	NBR9062 [9]	ACI 318-02 [12]	BS:8110-1 [14]	Eurocode 2 [11]	Item 3.3	Item 3.4
ℓ_0f h^1/3 / b_f^4/3	50	-	-	-	70	70	53
ℓ_0f h / b_f²	-	500	-	250	-	125	82
ℓ_0f / b_f	-	50	50	60	-	50	43
h / b_f	-	-	-	-	3,5	2,5	1,88

Vão (m)	ℓ_0fh^1/3 / b_f^4/3	Carga crítica de instabilidade (kN/m)
		Lebelle		Stratford et al.		Stratford et al.¹		LTBeam
		I²	T	I	T	I	T	I	T
30	46,24	105,97	62,3	121,84	82,2	78,14	76,36	63,24	69,29
35	53,95	45,40	42,10	55,40	51,75	42,20	48,25	42,25	46,12
40	61,66	23,73	29,86	28,93	34,67	24,27	32,4	29,7	32,31