Como calcular viga de concreto (volume e ferro)?

As vigas são elementos estruturais que suportam as lajes e transferem as cargas para os pilares. Calcular o volume de concreto e a quantidade de aço de uma viga é essencial para o orçamento da obra. Neste guia você encontra estimativas para orçar vigas de concreto armado.

Cálculo do volume de concreto

O volume de concreto de uma viga é calculado pela formula:

Volume = Comprimento x Largura x Altura

Todas as medidas devem estar em metros para obter o volume em metros cúbicos.

Tabela de referência rápida

Comparação de consumo para diferentes comprimentos

Exemplo prático 1

Viga de 20 x 40 cm com 4 m de comprimento:

• Volume de c x 0,40 x 4 = 0,32 m3
• Com margem de 10% para perdas: 0,35 m3
• Aço estimado (100 kg/m3): 0,32 x 100 = 32 kg

Exemplo prático 2

Para uma casa com 6 vigas baldrame de 20 x 30 cm e 5 m cada:

• Volume por viga: 0,20 x 0,30 x 5 = 0,30 m3
• Volume total: 0,30 x 6 = 1,80 m3
• Aço estimado: 1,80 x 110 = 198 kg
• Incluindo estribos (30%): aproximadamente 257 kg de aço total

Estimativa de aço por tipo de viga

• Viga baldrame: 80 a 110 kg/m3
• Viga de piso: 100 a 130 kg/m3
• Viga de cobertura: 90 a 120 kg/m3
• Viga de grande vão (acima de 6 m): 120 a 150 kg/m3

Cuidados técnicos

O dimensionamento de vigas é um cálculo estrutural que deve ser feito por engenheiro civil. Os valores aqui são estimativas para orçamento inicial. O projeto estrutural define a bitola, a quantidade e o posicionamento exato de cada barra de aço.

Cenários consultar um engenheiro

O projeto estrutural é obrigatório para qualquer obra com vigas. O engenheiro calcula as cargas, dimensiona as vigas e define a armadura. Nunca execute vigas sem projeto estrutural aprovado pela prefeitura e registrado no CREA.

Resumo para o cálculo de vigas

O volume de concreto de uma viga é calculado multiplicando comprimento x largura x altura. O consumo de aço varia de 80 a 150 kg/m3 conforme o tipo e a carga da viga. Consulte sempre um engenheiro civil para o projeto estrutural. Use nossa calculadora de concreto e calculadora de vigas para facilitar os cálculos. Confira também como calcular concreto para fundação e o guia de traço de concreto.

Exemplo de cálculo completo

Para uma viga de 20 x 40 cm com 5 m de comprimento em uma casa de 100 m2:

Use nossa calculadora de concreto, calculadora de vigas e veja também como calcular pilar de concreto, quanto ferro por viga e como calcular laje de concreto.

Tipos de viga na construção civil

Na obra residencial, os principais tipos de viga são:

• Viga baldrame: viga de fundação que distribui o peso das paredes para as sapatas ou radier
• Viga de piso: viga que sustenta a laje entre pavimentos
• Viga de cobertura: viga que suporta o telhado
• Viga de respaldo: viga no topo das paredes para amarração estrutural
• Contraverga: viga sobre vãos de portas e janelas para evitar trincas

Cada tipo tem exigências diferentes de concreto e aço. Consulte o projeto estrutural para saber as especificações de cada viga da sua obra.

Cálculo de forma para viga

A forma de madeira para viga é calculada pela área das laterais e do fundo:

Área de forma = 2 x (largura + altura) x comprimento

Para uma casa com 8 vigas de 20 x 40 cm e 5 m cada, a área total de forma é de aproximadamente 48 m². Inclua 10% de margem para perdas e emendas.

Exemplo prático completo: conjunto de vigas

Para uma casa de 100 m² com 6 vigas de piso de 20 x 40 cm e 5 m cada, mais 4 vigas baldrame de 20 x 30 cm e 4 m cada:

Vigas de piso:

• Volume total: 6 x (0,20 x 0,40 x 5) = 2,40 m³
• Aço estimado (110 kg/m³): 2,40 x 110 = 264 kg
• Área de forma: 6 x (2 x (0,20 + 0,40) x 5) = 36 m²

Vigas baldrame:

• Volume total: 4 x (0,20 x 0,30 x 4) = 0,96 m³
• Aço estimado (90 kg/m³): 0,96 x 90 = 86,4 kg
• Área de forma: 4 x (2 x (0,20 + 0,30) x 4) = 16 m²

Total da obra: 3,36 m³ de concreto, aproximadamente 350 kg de aço e 52 m² de forma. Use nossa calculadora de vigas para simular diferentes configurações.

Materiais necessários para executar uma viga

Além do concreto e do aço, a execução de vigas exige:

• Formas de madeira ou metálicas: para dar formato ao concreto
• Espaçadores: para garantir o cobrimento da armadura
• Arame recozido: para amarração das barras de aço
• Desmoldante: para facilitar a retirada das formas
• Vibrador de concreto: para eliminar bolhas de ar

Cuidados na concretagem de vigas

Durante a concretagem, vibre o concreto adequadamente para evitar vazios e nichos. A cura deve ser feita mantendo o concreto úmido por pelo menos 7 dias. As formas podem ser retiradas após 14 a 21 dias, dependendo da temperatura e da resistência do concreto. Consulte o engenheiro responsável para definir o prazo correto de desforma.

Resumo para cálculo de vigas

O volume de concreto da viga é comprimento x largura x altura. O aço varia de 80 a 150 kg/m³ conforme o tipo e a carga. A área de forma é 2 x (largura + altura) x comprimento. Consulte sempre um engenheiro civil para o dimensionamento. Use nossa calculadora de concreto e calculadora de vigas. Veja também quanto cimento por m³ de concreto e como calcular volume de concreto.

Ligações entre vigas e pilares

As ligações entre vigas e pilares são regiões críticas da estrutura e exigem atenção especial na armação. Nas extremidades das vigas, a armadura deve ter ancoragem adequada dentro dos pilares. O comprimento de ancoragem varia conforme o diâmetro da barra e a resistência do concreto. Para barras de 10 mm em concreto de 25 MPa, a ancoragem é de aproximadamente 40 cm. Consulte o projeto estrutural para os comprimentos de ancoragem de cada bitola.

Emendas e transpasse das barras de aço

As barras de aço das vigas precisam ser emendadas quando o comprimento disponível é menor que o comprimento total da viga. As emendas por transpasse são as mais comuns em obras residenciais. O comprimento do transpasse varia de 40 a 60 vezes o diâmetro da barra. Para barra de 10 mm, o transpasse é de 40 a 60 cm. As emendas devem ser deslocadas, ou seja, não devem ficar todas na mesma seção da viga. Siga o projeto estrutural para a localização e o comprimento de cada emenda.

Juntas de concretagem em vigas

As juntas de concretagem são necessárias quando não é possível concretar toda a estrutura de uma só vez. Em vigas, a junta deve ser feita preferencialmente nos pontos de menor esforço cortante, próximos ao meio do vão. Antes de concretar a segunda etapa, a superfície da junta deve ser apicoada (tornada rugosa) e limpa. Aplique nata de cimento para garantir a aderência entre o concreto novo e o endurecido.

Exemplo prático: cobertura com 4 águas

Para uma casa com telhado de 4 águas apoiado em 8 vigas de cobertura de 15 x 30 cm e 4 m cada:

• Volume por viga: 0,15 x 0,30 x 4 = 0,18 m³
• Volume total: 8 x 0,18 = 1,44 m³
• Aço estimado (100 kg/m³): 1,44 x 100 = 144 kg
• Estribos de 5 mm a cada 20 cm: aproximadamente 160 unidades
• Área de forma: 8 x (2 x (0,15 + 0,30) x 4) = 28,8 m²

Exemplo prático: viga de respaldo

Para uma viga de respaldo de 15 x 20 cm contornando uma casa de 10 x 12 m (perímetro de 44 m):

• Volume total: 44 x 0,15 x 0,20 = 1,32 m³
• Aço estimado (80 kg/m³): 1,32 x 80 = 105,6 kg
• Área de forma: 44 x (2 x (0,15 + 0,20)) = 30,8 m²
• Estribos de 5 mm a cada 25 cm: aproximadamente 176 unidades

Ferramentas e equipamentos para execução de vigas

A execução de vigas de concreto armado exige:

• Serra circular ou serra mármore: para corte das formas de madeira
• Furadeira e broca: para fixação das formas
• Vibrador de concreto: para adensamento do concreto
• Nível de mangueira ou laser: para nivelamento das formas
• Trena e esquadro: para marcação e conferência das dimensões
• Desempenadeira e colher de pedreiro: para acabamento superficial

Cargas atuantes nas vigas residenciais

As vigas residenciais suportam cargas permanentes (peso próprio, laje, paredes, revestimentos) e cargas acidentais (móveis, pessoas, vento). Em média, a carga total em uma viga de piso residencial é de 5 a 8 kN/m (500 a 800 kg/m). O projeto estrutural considera todas essas cargas para dimensionar a viga. Não altere as dimensões ou a armadura das vigas sem consultar o engenheiro responsável.

Detalhamento da armadura longitudinal de vigas

A armadura longitudinal das vigas é composta por barras na face inferior (armadura principal positiva) e na face superior (armadura negativa). A armadura positiva resiste aos momentos fletores positivos e é dimensionada para o maior momento no vão. A armadura negativa resiste aos momentos negativos nos apoios e é calculada para a ligação com os pilares. O projeto estrutural define o número, a bitola e a posição de cada barra. A alteração da armadura sem orientação técnica pode comprometer a segurança da estrutura.

Ancoragem da armadura nos pilares

Nos encontros entre vigas e pilares, as barras da viga devem ser ancoradas dentro do pilar por um comprimento mínimo que garanta a transferência dos esforços. Para barras de 8 mm, o comprimento de ancoragem é de aproximadamente 30 cm. Para barras de 10 mm, cerca de 40 cm. Para barras de 12,5 mm, cerca de 50 cm. O comprimento de ancoragem depende da bitola da barra, do tipo de aço e da resistência do concreto. Consulte o projeto estrutural para os valores exatos de cada elemento. Em caso de dúvida, contate o engenheiro responsável.

Diferença entre vigas simplesmente apoiadas e vigas contínuas

Vigas simplesmente apoiadas têm apoios apenas nas extremidades e trabalham com momento positivo no vão. Vigas contínuas têm três ou mais apoios e apresentam momentos positivos nos vãos e momentos negativos nos apoios intermediários. As vigas contínuas são mais comuns em obras residenciais, pois permitem vencer vãos maiores com menor altura de viga. O dimensionamento de vigas contínuas é mais complexo e exige projeto estrutural detalhado. Nunca execute vigas sem o projeto aprovado por engenheiro civil.

Patologias comuns em vigas de concreto

As principais patologias que afetam vigas de concreto armado são a corrosão das armaduras, as fissuras por flexão e cisalhamento, a carbonatação do concreto e o desplacamento do cobrimento. A corrosão ocorre quando o cobrimento é insuficiente ou o concreto é poroso, permitindo a entrada de umidade e oxigênio. As fissuras podem ser causadas por sobrecarga, retração do concreto ou movimentação térmica. A prevenção inclui cobrimento adequado, concreto com fck mínimo de 25 MPa, cura por 7 dias e manutenção periódica da estrutura.

Exemplo prático: viga baldrame para casa de 100 m²

Para uma casa de 100 m² com perímetro de 44 m (10 m x 12 m) e viga baldrame de 20 x 30 cm:

• Volume de concreto: 44 x 0,20 x 0,30 = 2,64 m³
• Aço longitudinal: 4 barras de 10 mm por viga, 44 m lineares cada barra
• Peso do aço longitudinal: 4 x 44 x 0,617 = 108,6 kg
• Estribos de 5 mm a cada 20 cm: 44 / 0,20 = 220 estribos
• Peso dos estribos: aproximadamente 12 kg
• Área de forma: 44 x 2 x (0,20 + 0,30) = 44,0 m²
• Cimento para concreto: 2,64 x 6 = 15,8 sacos (traço 1:2:3)

Exemplo prático: viga de transição

Em alguns projetos, as vigas de transição são necessárias quando há paredes em pavimentos superiores que não coincidem com a posição das vigas no pavimento inferior. Essas vigas recebem cargas concentradas das paredes e transferem para os pilares. O dimensionamento de vigas de transição é mais rigoroso e exige maior consumo de aço. Consulte o engenheiro estrutural sempre que houver mudança na posição das paredes entre pavimentos.

O cálculo estrutural de vigas segue os critérios da NBR 6118, que define as regras para dimensionamento de estruturas de concreto armado. A norma estabelece requisitos mínimos para cobrimento das armaduras, espaçamento entre barras, diâmetros mínimos e máximos, e condições de durabilidade. O engenheiro estrutural aplica essas regras em conjunto com as cargas previstas para dimensionar cada viga. O resultado é um projeto que garante segurança e economia. Não execute vigas sem projeto estrutural aprovado. A ausência de projeto é a principal causa de patologias graves em edificações residenciais.

O cobrimento da armadura é a camada de concreto entre a superfície da barra de aço e a face externa da viga. O cobrimento protege o aço contra corrosão e garante a aderência entre o concreto e a armadura. Para vigas internas em ambiente seco, o cobrimento mínimo é de 2,5 cm. Para vigas externas expostas à chuva e sol, o cobrimento deve ser de 3,5 a 4 cm. O uso de espaçadores plásticos ou de concreto garante o cobrimento correto. Espaçadores de má qualidade ou mal posicionados podem deixar a armadura exposta, causando corrosão precoce. Invista em bons espaçadores e verifique o posicionamento da armadura antes da concretagem.

A armadura de pele é um conjunto de barras colocadas nas faces laterais de vigas com altura superior a 60 cm. Esta armadura controla a fissuração por retração e variação de temperatura. Em vigas residenciais comuns, com altura de até 50 cm, a armadura de pele não é necessária. Para vigas mais altas, como as de transição ou de grandes vãos, o engenheiro inclui a armadura de pele no projeto. Consulte o projeto estrutural para verificar a necessidade de armadura de pele nas vigas da sua obra. O custo adicional da armadura de pele é pequeno comparado ao benefício de evitar fissuras.

A contra-flecha é uma contraflexão intencional aplicada na forma da viga para compensar a deformação prevista sob carga. Como a viga se deforma para baixo quando carregada, a contra-flecha para cima faz com que ela atinja a posição nivelada após a aplicação das cargas. A contra-flecha é comum em vigas de grandes vãos ou com cargas elevadas. O valor da contra-flecha é calculado pelo engenheiro estrutural é indicado no projeto. A execução da contra-flecha exige cuidado no nivelamento das formas. Consulte o engenheiro para saber se as vigas do seu projeto precisam de contra-flecha.