ANCORAGEM DE ARMADURAS PASSIVAS

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A utilização de armaduras passivas como meio de resistir aos esforços de tração no elementos concreto armado só é possível devido a aderência entre o aço e o concreto, permitindo que os dois materiais trabalhem juntos e com a mesma deformação. Sem aderência, as barras não seriam solicitadas à tração e o concreto armado perde o propósito.

Segundo Leonhardt & Mönnning, o fenômeno de aderência ocorre por meio de três parcelas:

Aderência por Adesão
Aderência por Atrito
Aderência Mecânica (Engrenamento)

RESISTÊNCIA DE ADERÊNCIA DE CÁLCULO

A ABNT NBR 6118:2014 Projeto de estruturas de concreto – Procedimentos, em seu ítem 9.3.2.1, determina a seguinte expressão para o cálculo da resistência de aderência de cálculo entre a armadura passiva e o concreto:

$f_{bd} = \eta _{1} \cdot \eta _{2} \cdot \eta _{3} \cdot f_{ctd} \rightarrow$ Tensão última de aderência (bond)

Sendo:
$f_{ctd}=\frac{f_{ctk,inf}}{\gamma_{c}}=\frac{0,7\cdot f_{ct,m}}{\gamma_{c}}=\frac{0,21\cdot \sqrt[3]{f_{ck}^{2}}}{1,4} \rightarrow$ valor de cálculo da resistência à tração do concreto (MPa)
$\eta _{1} = 1,0$ para barras lisas (CA25)
$\eta _{1} = 1,4$ para barras entalhadas (CA60)
$\eta _{1} = 2,25$ para barras de alta aderência (CA50)
$\eta _{2} = 1,0$ para situações de boa aderência
$\eta _{2} = 0,7$ para situações de má aderência
$\eta _{3} = 1,0$ para $\phi < 32mm$ ( $\phi$ é o diâmetro da barra, em mm)
$\eta _{3} = \frac{132-\phi }{100}$ para $\phi > 32mm$ ( $\phi$ é o diâmetro da barra, em mm)

O valor de $\eta _{2}$ depende da posição da barra durante a concretagem. A norma NBR 6118:2014, em seu ítem 9.3.1 Posição da barra durante a concretagem, classifica em boa situação quanto à aderência os trechos das barras:

com inclinação maior que 45° sobre a horizontal;
horizontais ou com inclinação menor que 45° sobre a horizontal, desde que:
- para elementos estruturais com h < 60 cm, localizados no máximo 30 cm acima da face inferior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima;
- para elementos estruturais com h ≥ 60 cm, localizados no mínimo 30 cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima.

COMPRIMENTO NECESSÁRIO DE ANCORAGEM

Caso a armadura detalhada ( $A_{s,ef}$ ) tenha uma área de aço superior a área de aço calculada para o Estado Limite Último – ELU ( $A_{s,calc}$ ), o comprimento de ancoragem necessário ( $l_{b,nec}$ ) pode ser reduzido. A utilização de ganchos na armadura também possibilita a redução do comprimento necessário de ancoragem:

$l_{b,nec} = \alpha_{1}\cdot l_{b}\cdot \frac{A_{s,calc}}{A_{s,ef}} \geq l_{b,min}$

Sendo:

$\alpha_{1} = 1$ (barras sem gancho)
$\alpha_{1} = 0,7$ (barras tracionadas com gancho e cobrimento no plano normal ao do gancho $\geq 3\cdot \phi$ )
$l_{b} = \frac{\phi }{4} \cdot \frac{f_{yd}}{f_{bd}} \rightarrow$ Comprimento reto de ancoragem básico
$A_{s,calc} =$ área de armadura calculada no ELU
$A_{s,ef} =$ área de armadura efetiva (detalhada)

$l_{b,min} \geq \left\{\begin{matrix}0,3\cdot l_{b}\\10\cdot \phi \\100mm\end{matrix}\right.$

Cabe destacar que a NBR 6118:2014 em seu ítem 9.4.2 determina que a ancoragem de armaduras passivas por aderência deve ocorrer:

obrigatoriamente com gancho para barras lisas
sem gancho nas que tenham alternância de solicitação, de tração e compressão
com ou sem gancho nos demais casos, não sendo recomendado o gancho para barras de $\phi$ > 32 mm ou para feixes de barras.