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Introdução

Nesta aula, vamos desenvolver um passo a passo completo para o dimensionamento de um pórtico de concreto armado com vão de 10 metros e altura de 5 metros, utilizando aço CA-50. Abordaremos detalhadamente cada etapa do cálculo, desde a definição dos dados iniciais, cálculo das cargas atuantes, análise estrutural, dimensionamento das seções de concreto, dimensionamento das armaduras de aço, até a especificação final dos materiais a serem utilizados. Nosso objetivo é assegurar que a estrutura atenda aos requisitos de segurança, desempenho e durabilidade conforme as normas brasileiras (ABNT NBR 6118).

Passo 1: Definição dos Dados Iniciais

Geometria do Pórtico:

• Vão Livre ($L$): 10 metros
• Altura dos Pilares ($H$): 5 metros
• Configuração: Pórtico retangular simples com vigas e pilares de seção constante.

Materiais:

• Concreto:
  • Resistência característica à compressão: $f_{ck} = 25 MPa$
  • Módulo de Elasticidade: $E_c = 25 \times 5600 \sqrt{f_{ck}} = 25 \times 5600 \sqrt{25} = 25 \times 5600 \times 5 = 700,000 MPa$
• Aço CA-50:
  • Resistência característica ao escoamento: $f_{yk} = 500 MPa$
  • Tensão de cálculo: $f_{yd} = \frac{f_{yk}}{\gamma_s} = \frac{500}{1.15} = 434.78 MPa$
  • Módulo de Elasticidade: $E_s = 210,000 MPa$

Condições de Apoio:

• Base dos Pilares: Engastada (fixa na fundação)
• Ligação Viga-Pilar: Rígida (nós rígidos)

Cobrimentos e Diâmetros:

• Cobrimento nominal dos elementos estruturais ($c$): 3 cm
• Diâmetros iniciais das barras de aço:
  • Vigas: $\phi_{viga} = 25 mm$
  • Pilares: $\phi_{pilar} = 20 mm$
  • Estribos: $\phi_{estribo} = 8 mm$

Passo 2: Cálculo das Cargas Atuantes

Carga Permanente (G):