Análise das Ações em Engenharia Civil

4423F02 TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Engenharia Civil AULA 06 CRITÉRIOS DE PROJETO Profa Bruna Manica Lazzari brunalazzaripucrsbr ANÁLISE DAS AÇÕES Um tipo de carregamento é definido pelo conjunto de ações que tem a probabilidade de atuarem simultaneamente CLASSIFICAÇÃO DAS AÇÕES NBR 8681 a AÇÕES PERMANENTES g b AÇÕES VARIÁVEIS q c AÇÕES EXCEPCIONAIS São classificadas segundo sua variabilidade no tempo TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO a AÇÕES PERMANENTES g Estão presentes em toda ou quase toda vida útil da estrutura Podem ser diretas ou indiretas Ações Permanentes Diretas peso próprio dos elementos de construção peso próprio de equipamentos fixos à estrutura Ações Permanentes Indiretas são constituídas pelas deformações impostas força de protensão efeito de retração e fluência recalque de apoio imperfeições geométricas b AÇÕES VARIÁVEIS q Podem estar presentes ou não na estrutura São as chamadas cargas acidentais da construção Ex carga móvel carga de aceleração e frenagem variação de temperatura carga de vento pressão hidrostática ANÁLISE DAS AÇÕES TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO c AÇÕES EXCEPCIONAIS Raramente ocorrem Está ligada a catástrofes Ex terremotos explosões choques de veículos incêndio enchentes ANÁLISE DAS AÇÕES TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO Duas normas são fundamentais na determinação das cargas em edificações convencionais NBR61202019 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações NBR61231988 Forças devidas ao vento em edificações ANÁLISE DAS AÇÕES TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO ESTADOS LIMITES ELU Situação última Quando ocorre colapso total ou parcial da estrutura ruptura ou deformação plástica excessiva dos materiais transformação da estrutura em sistema hipostático instabilidade por deformação ELS ou EL de utilização Está relacionado à impossibilidade de utilização da estrutura Estrutura não apresenta mais condições de conforto e durabilidade deformações excessivas ELSDEF fissuração excessiva ELSF e ELS W vibração ELSVE Quando uma estrutura atinge um estado limite ela perde os requisitos de estabilidade conforto e durabilidade TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO ESTADOS LIMITES TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO COMBINAÇÕES DE AÇÕES Combinações Últimas Combinações de Serviço TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO COMBINAÇÕES DE AÇÕES TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO COMBINAÇÕES DE AÇÕES TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO Seja um edifício hipotético de concreto armado de uso residencial submetido às seguintes ações Peso próprio PP Carga variável de uso Q Vento V É difícil de antemão definir qual é a carga variável principal Fq1k É necessário fazer duas simulações uma com o vento V como carga principal e a outra com a carga acidental de uso Q como carga principal TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO CQP qp CF freq CR rara Combinações quase permanentes Combinações frequentes Combinações raras Definindo os coeficientes ponderadores redutores TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO CQP qp Combinações quase permanentes PP Definindo os coeficientes ponderadores redutores TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO CF freq PP Combinações frequentes Definindo os coeficientes ponderadores redutores Considerando o vento V como força variável principal TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO CF freq PP Combinações frequentes Definindo os coeficientes ponderadores redutores Considerando a carga variável de uso Q como ação variável principal TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO CR rara Combinações raras PP Considerando o vento V como força variável principal Definindo os coeficientes ponderadores redutores TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO CR rara Considerando a carga variável de uso Q como ação variável principal Definindo os coeficientes ponderadores redutores Combinações raras PP TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO EXEMPLO Portanto para este edifício residencial poderiam ser realizadas cinco combinações de serviço CQP qp CF freq CR rara TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO DA FORÇA DE PROTENSÃO A força inicial a quantidade e o traçado da armadura de protensão devem ser definidos no início do projeto em uma etapa de pré dimensionamento A verificação detalhada do elemento protendido só pode ser desenvolvida com base na armadura de protensão definida no pré dimensionamento O prédimensionamento da armadura de protensão depende do nível de protensão a ser aplicada que por sua vez depende da classe de agressividade ambiental CAA Quanto mais severa for a agressividade do ambiente maior deve ser a précompressão da seção para se garantir a durabilidade da estrutura TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO DA FORÇA DE PROTENSÃO TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO Os limites da força de protensão necessária em uma seção transversal são obtidos a partir dos limites de tensão a serem respeitados nas bordas de seção analisando t t0 e t t ESTADO EM VAZIO ATO DA PROTENSÃO t t0 ESTADO EM SERVIÇO AO LONGO DA VIDA ÚTIL t t FORÇA DE PROTENSÃO P PESO PRÓPRIO PP FORÇA DE PROTENSÃO P PESO PRÓPRIO PP AÇÕES PERMANENTES g AÇÕE VARIÁVEIS q TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO Os limites da força de protensão necessária em uma seção transversal são obtidos a partir dos limites de tensão a serem respeitados nas bordas de seção analisando t t0 e t t P P TRAÇÃO COMPRESSÃO FORÇA DE PROTENSÃO P PESO PRÓPRIO PP P P ATO DA PROTENSÃO t t0 PP TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO P P PP AO LONGO DA VIDA ÚTIL t t g q FORÇA DE PROTENSÃO P PESO PRÓPRIO PP AÇÕES PERMANENTES g AÇÕE VARIÁVEIS q P COMPRESSÃO TRAÇÃO P LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO P P P P TRAÇÃO COMPRESSÃO COMPRESSÃO TRAÇÃO ATO DA PROTENSÃO t t0 AO LONGO DA VIDA ÚTIL t t Os limites da força de protensão necessária em uma seção transversal são obtidos a partir dos limites de tensão a serem respeitados nas bordas de seção analisando t t0 e t t LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO A força P em geral é aplicada em sua totalidade já no ato da protensão t t0 para que não haja necessidade de um processo de reprotensão da peça Em alguns sistemas de protensão esta reprotensão da estrutura é inclusive inviabilizada por questões de aderência entre a cordoalha e o concreto TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO PRÉDIMENSIONAMENTO DA FORÇA DE PROTENSÃO 1 Determinação das propriedades geométricas da seção transversal 2 Determinação dos limites de tensões no concreto 3 Prédimensionamento da força de protensão 4 Determinação do número de cordoalhas necessárias AC YCG I WI WS ep Ato da protensão t t0 e ao longo da vida útil t t Mínima força de protensão e Máxima força de protensão TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t0 PROTENSÃO LIMITADA NÍVEL 2 e PROTENSÃO COMPLETA NÍVEL 3 Limite de tensão na borda mais tracionada fckj β1 fck s 038 para concreto de cimento CPIII e CPIV s 025 para concreto de cimento CPI e CPII s 020 para concreto de cimento CPVARI t idade efetiva do concreto em dias σct0 σcc0 TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO PROTENSÃO LIMITADA NÍVEL 2 e PROTENSÃO COMPLETA NÍVEL 3 Limite de tensão na borda mais tracionada Limite de tensão na borda mais comprimida fckj fckj β1 fck s 038 para concreto de cimento CPIII e CPIV s 025 para concreto de cimento CPI e CPII s 020 para concreto de cimento CPVARI t idade efetiva do concreto em dias σct0 σcc0 LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t0 TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t P COMPRESSÃO TRAÇÃO P PROTENSÃO LIMITADA NÍVEL 2 x PROTENSÃO COMPLETA NÍVEL 3 TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t PROTENSÃO LIMITADA NÍVEL 2 ELS Combinação de ações Limite de tensão na borda mais tracionada Limite de tensão na borda mais comprimida ELSD CQP qp ELSD σct σcc TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO ELS Combinação de ações Limite de tensão na borda mais tracionada Limite de tensão na borda mais comprimida ELSD CQP qp ELSF CF freq PROTENSÃO LIMITADA NÍVEL 2 ELSD σct σcc σct σcc ELSF LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO ELS Combinação de ações Limite de tensão na borda mais tracionada Limite de tensão na borda mais comprimida ELSD CF freq ELSF CR rara PUCRS PROTENSÃO COMPLETA NÍVEL 3 ELSD σct σcc σct σcc ELSF LIMITES DE TENSÕES NO CONCRETO t t BASES SO DIMENSIONAMENTO A determinação inicial da força de protensão é feita com base nos limites de tensões estabelecidos pelos ELS A força de protensão é aplicada nas extremidades do cabo Entre os pontos de medição e os pontos de máximas solicitação ocorrem perdas Considerando que existem perdas instantâneas e progressivas deve se considerar este fato no prédimensionamento desta força de protensão pelo menos de forma aproximada Deformação imediata ou elástica do concreto Atrito entre cabo e bainha Acomodação da ancoragem Retração do concreto Fluência do concreto Relaxação do aço de protensão 1 PERDAS INSTANTÂNEAS 2 PERDAS PROGRASSIVAS PRÉDIMENSIONAMENTO DA FORÇA DE PROTENSÃO TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO Estas perdas não são inicialmente conhecidas pois dependem da forças de protensão determinadas durante o prédimensionamento As perdas podem ser estimadas a partir da experiência acumulada Na fase de determinação da força de protensão os valores podem ser considerados os seguintes PRÉDIMENSIONAMENTO DA FORÇA DE PROTENSÃO TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO LIMITES DE TENSÃO NO AÇO DE PROTENSÃO TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Profa Bruna Manica Lazzari ENGENHARIA CIVIL PUCRS BASES SO DIMENSIONAMENTO 4423F02 TÓPICOS ESPECIAIS ECIVIL II Engenharia Civil AULA 06 CRITÉRIOS DE PROJETO Profa Bruna Manica Lazzari brunalazzaripucrsbr Obrigada pela atenção