Flexão Simples em Vigas de Concreto Armado — NBR 6118:2023

O dimensionamento à flexão simples é o cálculo fundamental de vigas de concreto armado. A NBR 6118:2023 §17.2 define os domínios de deformação e os critérios para determinar a armadura longitudinal necessária.

1. Hipóteses Básicas

  • Seções planas permanecem planas após deformação (Bernoulli)
  • Solidariedade perfeita entre aço e concreto (aderência)
  • Resistência à tração do concreto é desprezada no ELU
  • Diagrama retangular simplificado para o bloco comprimido de concreto

2. Domínios de Deformação

A NBR 6118 define 5 domínios de deformação no ELU:

DomínioCondiçãoTipo de ruína
1εs = 10‰, εc < 3,5‰Tração uniforme (tirante)
2εs = 10‰, 0 < εc < 3,5‰Flexão com grande deformação do aço
3εc = 3,5‰, εs > εydFlexão (sub-armada) — desejável
4εc = 3,5‰, εs < εydFlexão (super-armada) — evitar
4aεc = 3,5‰, εs < 0Flexo-compressão
5εc entre 2‰ e 3,5‰Compressão uniforme (pilar)

O dimensionamento de vigas à flexão simples opera nos domínios 2 e 3. O domínio 3 é o mais eficiente — o aço atinge fyd e o concreto atinge fcd.

3. Diagrama Retangular Simplificado

A NBR 6118 §17.2.2 permite substituir o diagrama parabólico-retangular por um bloco retangular equivalente:

y = 0,8 · x   (altura do bloco comprimido)

σc = 0,85 · fcd   (tensão uniforme no bloco)

Onde x é a profundidade da linha neutra e fcd = fck / 1,4.

4. Equações de Equilíbrio

Para seção retangular com armadura simples:

Equilíbrio de forças: Rcc = Rst

0,85 · fcd · b · y = As · fyd

Equilíbrio de momentos: Md = Rcc · (d − y/2)

Onde b = largura da viga, d = altura útil, As = área de aço.

5. Roteiro de Cálculo

  1. Calcular Md = γf · Mk (majoração por NBR 8681)
  2. Verificar se x/d ≤ 0,45 (domínio 3, concreto ≤ C50) — caso contrário, usar armadura dupla
  3. Determinar y: y = d − √(d² − 2·Md / (0,85·fcd·b))
  4. Calcular As = Md / (fyd · (d − y/2))
  5. Verificar As,mín conforme NBR 6118 Tabela 17.3

6. Armadura Mínima — Tabela 17.3

fck (MPa)ρmín (%)
200,150
250,150
300,150
350,164
400,179
500,208

ρmín se aplica à área bw × h. Valores de As,mín = ρmín × bw × h.

7. Exemplo Resolvido

Dados:

  • Viga bw = 20 cm, h = 50 cm, d = 46 cm
  • fck = 25 MPa → fcd = 17,86 MPa
  • Aço CA-50 → fyd = 434,8 MPa
  • Md = 120 kNm

Resolução:

  1. y = 0,46 − √(0,46² − 2×0,120 / (0,85×17860×0,20)) ≈ 0,098 m = 9,8 cm
  2. x = y / 0,8 = 12,3 cm → x/d = 0,267 < 0,45 ✓ (domínio 3)
  3. As = 0,120 / (434800 × (0,46 − 0,049)) ≈ 6,72 cm²
  4. As,mín = 0,15% × 20 × 50 = 1,50 cm² < 6,72 ✓
  5. Adotar: 4 φ 16 mm (As = 8,04 cm²)

Aplique estes conceitos na prática

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