Determinação da Armadura Mínima para a restrição central em componentes estruturais espessos de acordo com a EN 1992-1-1

A largura da fenda w é definida como a largura das fendas na superfície da componente, visto que a largura da fenda diminui com o aumento da distância da superfície. O tamanho admissível da largura de fendas depende das condições ambientais, da função do componente estrutural e da suscetibilidade à corrosão da armadura de aço [1].

Causas da formação de fendas devido a restrição precoce

Um efeito importante na formação de fendas é a chamada restrição inicial, onde os valores mais significativos que geram a restrição são as mudanças de temperatura devido à formação do calor de hidratação, a retração do betão e o movimento do solo do edifício. No caso de componentes estruturais de betão armado em particular, as fendas no betão inicial geralmente ocorrem alguns dias após a decapagem. No caso de paredes espessas, a formação de calor de hidratação também pode levar ao desenvolvimento de tensões internas, as quais são causadas por diferenças de temperatura sobre a secção e resultam em fendas em casca na superfície da parede.

Eigenspannungen, Nulllinienlage und Einrisstiefe bei beidseitiger Abkühlung einer Scheibe [2]

O betão com até três dias de idade é referido como um betão jovem. Após este tempo, o betão jovem atinge um grau de hidratação de 60 a 90%, dependendo do tipo de cimento, da temperatura ambiente e da relação água-cimento. O betão novo é caracterizado pelas seguintes propriedades:

• forte desenvolvimento de calor e, consequentemente, troca de calor com a vizinhança,
• grande alteração de volume devido ao desenvolvimento de calor,
• e rápida alteração das propriedades mecânicas devido à hidratação gradual.

Durante a formação do calor de hidratação, ocorrem condições de tensão interna especialmente nos componentes estruturais em betão armado, as quais conduzem a tensões de compressão e tensões de tração nas áreas das bordas da secção. Com base nas diferenças sem as contramedidas correspondentes, esta condição de tensão leva à formação de grandes fendas.

Contramedidas

Geralmente, é possível minimizar ou retardar a formação de tensões de encastramento através da aplicação de medidas de tecnologia de ponta para o betão ou da cura adequada ou através da disposição de ligações de dilatação. Como é impossível evitar completamente a formação de fendas, as fendas devem ser limitadas e distribuídas por armadura adequada.

Determinação da Armadura Mínima

De forma a garantir a limitação da largura da fenda, é necessário criar uma armadura mínima para o controlo da largura da fenda. Abaixo, o cálculo da armadura mínima de acordo com a norma DIN EN 1992-1-1 é comparado com os resultados do RF-CONCRETE Surfaces.

Valores iniciais:
Espessura da parede: h = 100 cm
Recobrimento de betão: c_nom = 40 mm para classe de exposição XC4
Betão: C30/37
Aço de armadura: B 500 S (A)
Largura de fendas permitida: w_k = 0,2 mm
Diâmetro do varão selecionado: d_s = 14 mm

σ_s é definido utilizando o diâmetro limite d_s * da seguinte forma:

Erster Rechenwert der Mindestbewehrung

Para componentes estruturais mais espessos, pode ser realizado o cálculo da armadura mínima considerando a zona de borda efetiva A_{c, eff} e, neste caso, a armadura não deve mais ser criada, como foi determinado no cálculo anterior [3].

Zweiter und dritter Rechenwert der Mindestbewehrung