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Viga invertida: o que é, quando usar e como funciona

Como você está nessa publicação eu imagino que você esteja pensando em colocar uma viga invertida em seu projeto ou simplesmente quis estudar mais sobre o assunto. Você pode conferir a seguir a lista de conteúdos que irei abordar aqui:

  • o que é uma viga invertida;
  • quando devemos utilizar vigas invertidas;
  • como funcionam as mesmas;
  • como podemos representar essas vigas em seu projeto estrutural;

Antes de entrarmos nesse conteúdo, caso prefira você pode aprender também através do vídeo abaixo:

O que é uma viga invertida?

A fim de conceituarmos vigas invertidas, vamos analisar primeiramente o que são vigas em situação padrão. Por padrão, as vigas estão posicionadas no nível do pavimento a partir do topo, ou seja, as vigas e as lajes facejam pela região superior, conforme ilustra a figura abaixo.

Viga e laje facejando por cima
Viga e laje facejando por cima

Chamamos de viga invertida (as vezes, viga totalmente invertida) quando temos uma situação em que a viga e a laje facejam por baixo, conforme apresenta a imagem seguinte.

Laje com viga invertida
Laje com viga invertida

Por fim, temos também as denominadas vigas semi invertidas (também conhecidas como parcialmente invertidas), que são aquelas em que não facejam a laje nem por cima nem por baixo, conforme ilustrado na figura a seguir.

Viga semi invertida
Viga semi invertida

Quando utilizar vigas invertidas?

Agora que você já sabe o que é, a próxima pergunta que você deve estar se fazendo é por que utilizar vigas invertidas. Em suma, vamos utilizar vigas invertidas devido a limitações arquitetônicas.

Apenas como exemplo, vamos supor a arquitetura apresentada abaixo.

Arquitetura para colocação das vigas
Arquitetura para colocação das vigas

Primeiramente, vamos colocar as vigas na situação usual, ou seja, facejando a laje por cima.

Arquitetura sem vigas invertidas
Arquitetura sem vigas invertidas

Nós vamos focar agora apenas nessas duas vigas. Em primeiro lugar, na região da fachada a viga colocada vai contra a arquitetura apresentada, uma vez que a mesma fica abaixo do nível da laje. Em segundo lugar, a viga interna, é visível para quem está dentro do cômodo, visto que o mesmo não possui forro.

Agora iremos colocar essas duas vigas em questão como invertidas:

Arquitetura com vigas invertidas
Arquitetura com vigas invertidas

Observe que, a viga interna não é mais visível, uma vez que ela passa acima da laje. Por fim, a viga da fachada respeita o colocado na arquitetura. No caso, a mesma já ocupa parte da posição da platibanda.

Conforme apresentado anteriormente, em resumo buscamos inverter as vigas para respeitar a arquitetura que nos foi fornecida.

Como funciona uma viga invertida

Agora que já abordamos o que é e porque utilizar uma viga invertida, você vai aprender sobre o funcionamento da mesma.

Em primeiro lugar, vamos relembrar do modelo de bielas e tirantes que utilizamos na explicação de cisalhamento de vigas. O modelo consiste em delimitar regiões de compressão interligadas por regiões tracionadas.

Método de bielas e tirantes
Método de bielas e tirantes

Sabendo disso, vamos considerar agora uma peça de concreto na região inferior de uma viga. Aqui eu me referi a peça porque podemos estar tratando de uma viga se apoiando em outra ou uma laje com viga invertida.

Bielas e tirantes para viga invertida
Bielas e tirantes para viga invertida

O carregamento é transmitido através das zonas comprimidas (bielas). Vamos observar que o elemento apoiado descarrega sobre a região inferior da viga. Assim sendo, temos que verificar a armação necessária para elevar esse carregamento para o topo da viga. Essa armadura é conhecida como armadura de suspensão.

Fora a armadura de suspensão, a armadura longitudinal e armadura transversal da viga invertida são dimensionadas normalmente.

Cálculo da armadura de suspensão

Nesse publicação, irei focar apenas em na armadura de suspensão para lajes com vigas invertidas. Assim sendo, visto que em geral temos baixas cargas vindas das lajes, iremos calcular a armadura de suspensão capaz de elevar todo o carregamento.

\mathrm{A_{s,susp} = \dfrac{V_d}{f_{yd}}}

No caso de lajes maciças, ao utilizarmos métodos simplificados, obteremos o esforço cortante na laje para cada metro. Dessa forma, nesse caso a área de armadura de suspensão também é obtida para cada metro.

Após calculada a armadura de suspensão, a mesma é comparada com a armadura de transversal já existente e assim é utilizada a maior das duas.

Visto que normalmente esses carregamentos oriundos das lajes são baixos, temos que a armadura de cisalhamento da viga já é suficiente para suspender o carregamento da laje.

Eu preparei para você um fluxograma repetindo a informação acima:

Fluxograma para Armadura de Suspensão
Fluxograma para Armadura de Suspensão

Apresentação da viga invertida no projeto

Vou apresentar agora como indicar as vigas invertidas nas pranchas do projeto estrutural.

Planta de forma

A maneira mais comum que vejo é a indicação diretamente na planta de forma do pavimento:

Viga invertida na planta de forma
Viga invertida na planta de forma

Repare na imagem acima, retirada do software TQS, o texto DFS -28 acima de algumas das dimensões das vigas. Para o software, DFS significa Distância da Face Superior e é positiva para deslocamentos para baixo. Dessa forma, como o deslocamento das vigas é para cima da laje, o valor é apresentado como negativo.

Em meus projetos,  eu costumo utilizar a notação (e=+28) para apresentar que a viga está 28 cm acima do nível do pavimento.

Outra coisa que você pode perceber é que as arestas em comum entre a laje as vigas invertidas são representadas por linhas tracejadas.

Por fim, ainda na planta de forma, temos um corte interno apenas para indicar a posição da laje em relação a viga. Eu particularmente, não utilizo esses cortes simplificados em meus projetos.

Corte da estrutura

Além da planta de forma, também obteremos essa informação nos cortes da estrutura. Aqui fica fácil perceber a posição das vigas em relação as lajes do pavimento.

Viga invertida no corte da estrutura
Viga invertida no corte da estrutura

Detalhamento da viga

Por fim, a última prancha que irei apontar aqui é para indicar que uma viga é invertida é no próprio detalhamento da viga.

Detalhamento da viga invertida
Detalhamento da viga invertida

Nesse detalhamento da viga, podemos observar que a mesma está invertida tanto no corte A que apresenta a seção transversal quanto na elevação +28 marcada na forma.

Viga invertida em laje treliçada

Como bônus, vou colocar um detalhe de laje treliçada com viga invertida:

Laje treliçada em viga invertida
Laje treliçada em viga invertida

Para esse detalhe eu gostaria de chamar atenção para dois pontos.

Em primeiro lugar, a armação inferior da laje treliçada deve passar acima da armação inferior da viga invertida. Outra ponto, que não é bem relativo a disposição da viga, é que o comprimento de ancoragem da treliça, como sempre, deve ser verificado.

Recado final

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[comunidade]

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