Planejamento de Estruturas de Concreto Armado: Posicionamento de Pilares, Vigas e Lajes, Manuais, Projetos, Pesquisas de Análise Estrutural

Baixe Planejamento de Estruturas de Concreto Armado: Posicionamento de Pilares, Vigas e Lajes e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Análise Estrutural, somente na Docsity! Concepção estrutural: principais desafios - do básico ao avançado. Me. Eng”. Jeancarlo Ribas A ALTO Qi Planejamento da Unidade Para adequada absorção dos conceitos necessários propostos para a unidade, seguiremos o seguinte planejamento: 1.1 INTRODUÇÃO 1.2 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL 1.3 RECOMENDAÇÕES PRÁTICAS - LAJES MACIÇAS 1.4 RECOMENDAÇÕES PRÁTICAS - VIGAS RETANGULARES 1.5 RECOMENDAÇÕES PRÁTICAS - PILARES RETANGULARES 1.6 OBSERVAÇÕES GERAIS 1.7 EXEMPLO DE APLICAÇÃO 1.8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Concepção estrutural Projeto estruturalProjeto arquitetônico A solução estrutural adotada no projeto deve atender aos requisitos de qualidade estabelecidos nas normas técnicas, relativos à capacidade resistente, ao desempenho em serviço e à durabilidade da estrutura. Deve levar em conta a finalidade da edificação e atender, tanto quanto possível, às condições impostas pela arquitetura. Deve ainda estar em harmonia com os demais projetos, tais como: de instalações elétricas, hidráulicas, telefonia, segurança, som, televisão, ar condicionado, computador e outros, de modo a permitir a coexistência, com qualidade, de todos os sistemas. Representa, de fato, à base para a elaboração do projeto estrutural. Este deve prever o posicionamento dos elementos de forma a respeitar a distribuição dos diferentes ambientes nos diversos pavimentos. Mas não se deve esquecer de que a estrutura deve também ser coerente com as características do solo no qual ela se apoia. Forma estrutural: Observação: sempre levando em conta a compatibilização com o projeto arquitetônico. Posicionamento dos pilares Posicionamento das vigas Posicionamento das lajes Os edifícios podem ser construídos, por exemplo, pelos seguintes pavimentos: subsolo, térreo, tipo, cobertura e casa de máquinas, além dos reservatórios inferiores e superiores. Existindo pavimento-tipo, o que em geral ocorre em edifícios de vários andares, inicia-se pela estruturação desse pavimento. Caso não haja pavimentos repetidos, parte-se da estruturação dos andares superiores, seguindo na direção dos inferiores. Sistemas estruturais Inúmeros são os tipos de sistemas estruturais que podem ser utilizados. Nos edifícios usuais empregam-se lajes maciças ou nervuradas, moldadas no local, pré-fabricadas ou ainda parcialmente pré-fabricadas. Em casos específicos de grandes vãos, por exemplo, pode ser aplicada protensão para melhorar o desempenho da estrutura, seja em termos de resistência, seja para controle de deformações ou de fissuração. Alternativamente, podem ser utilizadas lajes sem vigas, apoiadas diretamente sobre os pilares, com ou sem capitéis, casos em que são denominadas lajes-cogumelo, e lajes planas ou lisas, respectivamente. No alinhamento dos pilares, podem ser consideradas vigas embutidas, com altura considerada igual à espessura das lajes, sendo também denominadas vigas-faixa. A definição do arranjo estrutural é chamada comumente de lançamento estrutural, sendo uma das etapas mais importantes do projeto de uma estrutura de concreto armado. Lançamento estrutural Definição da posição dos elementos estruturais que compõem a estrutura (lajes, vigas, pilares, etc...) e a estimativa da forma e dimensões dos elementos estruturais. FIGURA 1 - Fonte Eng. Prof. Clever Roberto Nascimento (2014) Posicionamento dos elementos: Recomenda-se o seguinte roteiro de localização dos pilares: Pilares nos cantos Pilares nas áreas comuns a todos os pavimentos – elevadores e escadas– e respectivamente na cobertura – casa de máquinas e reservatório superior Pilares de extremidade e pilares internos – buscando embuti-los nas paredes ou procurando respeitar as imposições arquitetônicas Deve-se, sempre que possível, dispor os pilares alinhados, a fim de formar pórticos com as vigas que os unem. Os pórticos, assim formados, contribuem significativamente na estabilidade global do edifício. Posicionamento dos elementos: pilares e vigas Pórtico composto sujeito a carregamentos horizontais (sismos, desaprumo ou vento) e cargas verticais (peso próprio e de utilização). DESLOCAMENTO Fonte: https://suporte.altoqi.com.br/hc/pt-br/articles/115001189634-Como-enrijecer-uma-estrutura-desloc%C3%A1vel- FIGURA 2 Posicionados os pilares no pavimento-tipo, deve-se verificar suas interferências nos demais pavimentos que compõem a edificação. Na impossibilidade de compatibilizar a distribuição dos pilares entre os diversos pavimentos, pode haver necessidade de um pavimento de transição*. *A prumada do pilar é alterada, empregando-se uma viga de transição, que recebe a carga do pilar superior e a transfere para o pilar inferior, na sua nova posição. Nos edifícios de muitos andares, devem ser evitadas grandes transições, pois os esforços na viga podem resultar exagerados, provocando aumento significativo de custos. FIGURA 4 - Fonte: Prof. Eng. Gerson Moacir Sisiniegas Alva Posicionamento dos elementos: vigas e lajes Posicionamento dos pilares Posicionamento das vigas Posicionamento das lajes Vigas para dividir painéis de lajes com grandes dimensões Vigas para suportar paredes divisórias Vigas que ligam os pilares formando pórticos • É comum, por questões estéticas e com vistas às facilidades no acabamento e ao melhor aproveitamento dos espaços, adotar larguras de vigas em função da largura da alvenaria. • As alturas das vigas ficam limitadas pela necessidade de prever espaços livres para aberturas de portas e janelas. Como as vigas delimitam os painéis de laje, suas disposições devem levar em consideração o valor econômico do menor vão das lajes, que, para lajes maciças é da ordem de 3,5 m a 5,0 m. O posicionamento das lajes fica, então, praticamente definido pelo arranjo das vigas. FIGURA 5 Detalhamento mínimo das plantas de forma Escala usual = 1:50 • Pilares: nome, seção, elevação e hachura conforme posicionamento vertical; • Vigas: nome e seção no maior vão e em caso de seções compostas em todos os vãos; • Lajes: nome, altura, simbologia adequada, indicação de cargas lineares ou de superfície, bem como hachuras e níveis conforme posicionamento vertical (regiões com elevação negativa ou positiva); • Cotas: externas (incluindo pilares), internas (apenas vigas) e totais nas direções principais. • Tabelas: lajes, vigas e legenda dos pilares. FIGURA 6 Lajes maciças Espessura (h): Lx = menor vão da laje As lajes não devem ser muito finas para evitar grandes deformações e também para evitar vibrações sob cargas móveis. h Lx 40 Recomendações Práticas – Lajes Maciças FIGURA 7 A NBR 6118/2014, em seu item 13.2.4 – Lajes, apresenta várias recomendações para o dimensionamento das lajes em geral. Para as lajes maciças a norma recomenda os valores mínimos: a) 7 cm para lajes de cobertura não em balanço; b) 8 cm para lajes de piso não em balanço; c) 10 cm para lajes em balanço; d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN; e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN; f) 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas, com o mínimo de L/42 para lajes de piso biapoiadas e L/50 para lajes de piso contínuas; g) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes-cogumelo fora do capitel. FIGURA 9 FIGURA 8 Vigas Recomendações Práticas – Vigas Retangulares Altura da seção (h) - Vigas de vão único: * Utilizar valores intermediários múltiplos de 5cm L/10 ≤ h ≤ L/8 Vigas em balanço: Lx2 FIGURA 13 FIGURA 14 Lm 12 Lm 10≤ h ≤ ≥ 0,7 Ln Lmáx Lm= L1 + L2 + L3 ... + Ln nL Altura da seção (h) - Vigas contínuas: Comparar os vãos: Se atender! Vigas em balanço: Lx2* Utilizar valores intermediários múltiplos de 5cm Vigas FIGURA 15 A altura máxima da seção da viga em edifícios está condicionada ao pé-direito. Largura da seção (bw: nervura): Para vão em torno de 6 m e pé-direito de 2,80 m (edifícios usuais). Em geral, definida pelo projeto arquitetônico e pelos materiais e técnicas utilizados pela construtora (espessura alvenaria, blocos, tijolos). Parede em alvenaria: pode conter janelas e portas FIGURA 16 Processo das áreas de influência Processo geométrico para estimar as cargas verticais (força normal) nos pilares. A cada pilar está associada uma área de influência (Ai) “Quinhão de carga” É necessário conhecer (ter ideia) a carga vertical por unidade de área Traçar mediatrizes dos segmentos que unem os pilares Definição das áreas de influência (Ai): FIGURA 18 Carga vertical em edifícios residenciais usuais Força normal (estimada) no pilar Pré-dimensionamento da seção do pilar 10 ≤ g + q ≤ 12 kN/m2 Nk = (g + q) • Ai • n Nd = γ • Nk (por pavimento) Valor orientativo (“termômetro”) Flexão composta (N,Mx,My) (situação real) Compressão concentrada (N) (situação equivalente) Outras situações: Escritórios → de 12 a 13 kN/m2 Comércio e depósitos → 12 a 14 kN/m2 Garagens: 12 a 16 kN/m2 γ = 1,8 para pilares internos γ = 2,2 para pilares de extremidade γ = 2,5 para pilares de canto Ac = área da seção bruta de concreto As = área total de armadura na seção Desta forma: As = p • Ac (taxa de armadura) p = adotar (sugestão: 0,015 a 0,02) em cm2 em kN/cm2 em kN 2% p =As Ac fcd = fck 1,4 Ac= Nd Ac= 0,85 • fcd + p • ơs0,002 Nd = γ • Nk Na compressão centrada: Domínio 5 (Reta b) → ɛcc = ɛs = 0,002 ơs0,002= tensão no aço para a deformação 0,002 Para aço CA-50 →ơs0,002 21000 • 0,002= 42 kN/cm2 Requisitos de qualidade do projeto estrutural: Qualidade da solução adotada Atendimento às normas técnicas • Atendimento dos requisitos impostos pela arquitetura; • Compatibilização com os demais projetos (hidráulicos, elétrico, etc.); • Segurança, economia, durabilidade, sustentabilidade; • Requisitos funcionais (função e bom desempenho em serviço). Exemplos NBR 8681/2003: Ações e segurança nas estruturas NBR 6118/2014: Projeto de estruturas de concreto NBR 6123/1988: Forças devidas ao vento em edificações NBR 15575/2021: Norma de desempenho para edificações Documentação da solução adotada • Desenhos: bom detalhamento • Especificações (no próprio desenho inclusive) Auxilia execução e construtor Memorial de cálculo Revisões no projeto Consulta para eventuais reformas ou reparos Sinistros na construção (danos e prejuízos em obras) Aplicações Pré-dimensione os seguintes elementos estruturais da planta de formas ao lado: Exercício 1: • LAJES: L1, L2 e L3; • VIGAS: V100, V105 e V106; • PILARES: P1, P5 e P8 Assista à videoaula aqui Dados: - Edifício de uso residencial com 6 pavimentos tipo + pavimento térreo;; - fck concreto de 25 MPa - Aço CA-50;