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tcc- para aprendizados na área de engenharia civil estruturas de concreto
Tipologia: Esquemas
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Trabalho de Conclusão de Curso de graduação do Curso Superior de Engenharia Civil da instituição Universidade São Judas Tadeu apresentado como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientadora: Ana Carolina da Silva Fernandes SÃO PAULO 2022
“A grande verdade é que você é a pessoa que escolhe ser. Todos os dias você decide se continua do jeito que é ou muda. A grande glória do ser humano é poder participar de sua autocriação”. Roberto Shinyashiki
Este trabalho apresenta a execução de um projeto estrutural em concreto pré-moldado de um galpão para armazenamento de alimentos. Por ser térreo e não possuir mezaninos, o galpão não possui lajes em sua estrutura, a qual é composta apenas por vigas e pilares. Dessa forma, são mostrados os processos de modelagem, dimensionamento e detalhamento dos elementos estruturais citados. Além disso o trabalho também traz uma breve explicação do método construtivo, os tipos de ligação entre pilares e vigas, alguns conceitos envolvidos no dimensionamento dos elementos de concreto pré-moldado, e um breve histórico a respeito de BIM ( Building Information Modeling ) e dos softwares REVIT e TQS, utilizados na elaboração do modelo estrutural, no dimensionamento e detalhamento das peças. O resultado desse estudo é um projeto estrutural completo do galpão, obtido por meio da modelagem da estrutura, avaliação dos resultados de esforços solicitantes e dimensionamento dos elementos estruturais no software TQS, seguidos da exportação dos resultados de dimensionamento para o software REVIT e finalização do projeto através do detalhamento das formas e armações em 2D e 3D. Palavras-chave : BIM, REVIT®, TQS®, Projeto Estrutural, Pré-Moldado.
As Área da seção transversal da armadura longitudinal de tração As, nec Área necessário de aço As, det Área determinada de aço BIM Building Information Modeling cm Centímetro cm² Centímetro quadrado ELS Estado limite de serviço m Metro mm Milímetro Mpa Mega Pascal m² Metro quadrado Q Carga acidental tf Tonelada força fck Resistência característica do concreto à compressão fcj Resistência média do concreto à compressão a j dias de idade
Tabela 1 – Classe de agressividade ambiental ......................................................... 21 Tabela 2 – Cobrimento mínimo ................................................................................. 22 Tabela 3 – Correspondência entre classe de agressividade ambiental e a qualidade do concreto................................................................................................................ 22 Tabela 4 – Módulo de elasticidade transversal em função da dureza do elastômero.............................................................................................................. 76
As obras cujo sistema estrutural é em concreto pré-moldado possuem vantagens, se comparadas com as estruturas executadas da maneira convencional (moldadas in-loco ), como por exemplo a agilidade que está diretamente associada ao tempo de construção da obra, o ótimo controle de qualidade da estrutura, a diminuição dos desperdícios de materiais e a maior produtividade, que resulta na minimização da necessidade de mão de obra. Embora as construções em concreto pré-moldado tenham todas estas vantagens, para que sua execução seja realizada conforme o projeto, é importante que o projeto seja detalhado com maior precisão. Nos projetos estruturais de concreto pré-moldado existem fatores que solicitam mais cuidados no ato da construção, por conta da dificuldade em casos de erros de execução ou de projetos, como por exemplo dimensões erradas, furos não previstos, projeto de formas mal elaboradas, evitando retrabalho na logística da construção e na própria fabricação do novo elemento. Um projeto de estrutura pré-moldado diferencia-se de um projeto de concreto moldado no local não só quanto à análise estrutural, mas em razão da necessidade de considerar outras situações de cálculo (içamento, transporte, armazenamento e montagem) além da situação final da estrutura e em virtude das ligações entre os elementos pré-moldados que constituem a estrutura (PAULANI, 2008). O TQS® (software para dimensionamento e análise estrutural) pode facilitar o dimensionamento do projeto, pois leva em consideração todas estas fases, pensando sempre em uma peça que irá se movimentar e sofrer esforços na fase construtiva. Neste contexto, este estudo tem por objetivo modelar e dimensionar através do software TQS® um galpão utilizado para armazenamento de materiais, tendo como sistema estrutural o concreto pré-moldado, e detalhar suas peças através do software REVIT®.
Para realização do dimensionamento do projeto estrutural, inicia-se o processo com a concepção estrutural do edifício, ou seja, a definição do posicionamento dos pilares e vigas, assim como das dimensões das seções transversais e comprimentos dos elementos. Neste estudo de caso, será aprofundada a modelagem, dimensionamento e detalhamento de uma estrutura tipo galpão, pois segundo Moreno Júnior (1992), os tipos de edificações classificados como galpões podem ser definidos como uma edificação térrea, com grandes dimensões em planta e destinada a múltiplos usos. Visto que o galpão não possui significativas mudanças arquitetônicas e não há grandes alterações na estrutura, torna-se padrão o projeto estrutural dos galpões em concreto pré-moldado. Isso mostra como é comum este tipo de edificação ser um ponto forte na indústria de pré-moldados no Brasil. 3.1. ELEMENTOS ESTRUTURAIS A SEREM ESTUDADOS Os elementos estruturais que compõem galpões modulares e construídos com pré-moldados são, de acordo com Camila Rodrigues (2012), pilares, vigas e terças (vigas da cobertura para fixação e apoio das telhas). É possível ter vigas protendidas, para vencer maiores vãos com elementos mais esbeltos, como também tê-las simplesmente armadas. No estudo de caso desenvolvido, o galpão é composto pelos elementos pilares e vigas, formando o sistema esquelético da estrutura. Os elementos da cobertura e as fundações não estão no escopo deste trabalho e, portanto, não estão dimensionados e nem detalhados. Dessa forma, os pilares são considerados engastados na base. 3.1.1. PILARES Segundo as definições da NBR 6118: 2014 os pilares são elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes. Em uma estrutura esquelética de um galpão comum, é o elemento que receberá os esforços das vigas e cobertura, e transmitirá para fundação.
A seguir serão apresentadas as considerações de dimensionamento adotadas para os elementos utilizados no projeto. Assim como para o dimensionamento do pilar, para o dimensionamento da viga é necessário a análise de esforços específicos além das orientações da norma NBR 6118: 2014 , como o transporte, movimentação e montagem das peças pré-moldadas. Essas fases de produção das peças possuem até mesmo uma resistência diferente para cada uma por conta do tempo, pois as recomendações para a resistência do concreto é de 40Mpa para resistência final, de 21Mpa para 24 horas após concretagem e 27 Mpa para data mínima de transporte. As fases de produção das peças é um grande diferencial nos dimensionamentos em estruturas pré-moldadas, a consideração destas fases que teremos no projeto. Como exemplo, a Figura 5 neste capítulo apresenta o esforço em uma viga durante a fase de içamento, na qual a resistência do concreto ainda não atingiu o valor final especificado em projeto, sendo necessário considerar um valor de fck menor para cálculos e dimensionamentos. 3.2.1. CONSIDERAÇÕES PARA DIMENSIONAMENTO DOS PILARES O dimensionamento de pilares segue as orientações da norma NBR 6118:
Figura 2 – Modelo de içamento^ do pilar^ na desmoldagem Fonte : SANTOS (2010) Também existem esforços que ocorrem durante a montagem dos pilares no local da obra. Neste caso, é considerado que existe apenas um apoio (Figura 3 ), então o cálculo ocorrerá como uma viga bi-apoiada, onde o vão a ser considerado será a distância do apoio até o ponto mais afastado (PIEREZAN, 2013). Figura 3 – Modelo de içamento para montagem de pilares Fonte : SANTOS (2010)
