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Como calcular o Momento Mínimo de uma viga de concreto armado usando Python - Python para Engenharia Civil e Cálculo EstruturalQuantidade de visualizações: 52 vezes |
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A ABNT NBR 6118 (Projeto de estruturas de concreto armado) define que todas as vigas, independente de suas dimensões e momentos solicitantes, precisam apresentar uma taxa mínima de armadura de tração. O concreto possui excelente resistência à compressão, porém, sua resistência à tração é muito baixa, ficando em torno de 10% do valor de sua resistência à compressão. A NBR 6118 lista, como primeira exigência, uma taxa mínima absoluta de 0,15% de armadura longitudinal para as vigas de concreto armado. A segunda exigência é calcular a área de armadura mínima a partir do Mdmin, que é o momento mínimo (de projeto) a ser considerado no dimensionamento. Dessa forma, após calcularmos o momento mínimo Mdmin, só precisamos calcular a área de aço correspondente a este momento. A fórmula do momento mínimo para as vigas de concreto armado é: \[M_\text{dmin} = 0,8 \cdot W_\text{0} \cdot f_\text{ctk,sup}\] Onde: Mdmin é o momento mínimo de projeto a ser considerado, em kN.m (ou kN.cm dependendo da necessidade); fctk,sup é o limite superior da resistência à tração média do concreto, em kN.cm2. Em outra dica desta seção eu mostrei como o fctk,sup é calculado; W0 é o módulo de resistência da seção transversal da viga, em m3. Já o Módulo de Resistência da Seção (para seções retangulares), é calculado pela seguinte fórmula: \[W_\text{0} = \frac{b \cdot h^2}{6}\] Onde: W0 é o módulo de resistência da seção transversal da viga, em cm3; b é a largura da viga em centímetros; h é a altura da viga em centímetros. Veja agora o código Python que pede para o usuário informar o FCK do concreto e as dimensões da viga e calcula o fctk,sup, o W0 e finalmente o Mdmin solicitante para o cálculo da armadura longitudinal mínima da viga:
# vamos importar o módulo Math
import math
# função principal do programa
def main():
# vamos pedir para o usuário informar o FCK do concreto
fck = float(input("Informe o FCK do concreto em Mpa: "))
# vamos ler a largura da viga
bw = float(input("Informe a largura bw da viga em cm: "))
# vamos ler a altura da viga
h = float(input("Informe a altura h da viga em cm: "))
# agora vamos calcular a resistência à tração média
# do concreto
fctk_m = 0.3 * math.pow(fck, 2.0 / 3.0)
# vamos calcular o limite superior
fctk_sup = 1.3 * fctk_m
# vamos calcular o módulo de resistência da seção
w0 = (bw * math.pow(h, 2) / 6.0)
# agora já podemos calcular o momento mínimo
mdmin = 0.8 * w0 * (fctk_sup / 10.0)
# e mostramos os resultados
Ao executar este código Python nós teremos o seguinte resultado: Informe o FCK do concreto em Mpa: 30 Informe a largura bw da viga em cm: 20 Informe a altura h da viga em cm: 50 O fctk,sup é: 3.76541 Mpa (0.37654 kN/cm2) O módulo de resistência da seção W0 é: 8333.33333 cm3 (0.00833 m3) O momento mínimo Mdmin é: 2510.2724 kN.cm (25.10272 kN.m) |
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