Ações Estruturais em Concreto

Disciplina Sistemas Estruturais Concreto Universidade Federal de Alagoas UFAL Faculdade de Arquitetura e Urbanismo FAU TEMA 04 Tipo e determinação de ações Prof Paulo César Correia Gomes Tópicos Ações Permanentes Acidentais Excepcionais Classificação das ações NBR 8681NBR 6120 Permanentes g diretas e indiretas Variáveis ou acidentais q diretas e indiretas Excepcionais e Ações permanentes Generalidades São as que atuam com valores constantes durante a vida útil da construção São consideradas também permanentes as ações que crescem no tempo tendendo a um valor limite constante São consideradas as ações com valores representativos mais desfavoráveis para a segurança Ações permanentes diretas Peso próprio Massa específica determinada experimentalmente em cada caso particular Peso dos elementos construtivos fixos e de instalações permanentes Valores nominais indicados por normas ou pelos respectivos fornecedores Empuxos permanentes Empuxos de terra e outros materiais granulosos não removíveis Ações permanentes indiretas São constituídas por Deformações impostas por retração e fluência do concreto Deslocamentos de apoio Imperfeições geométricas Protensão Ações variáveis ou acidentais Ações variáveis diretas NBR 6118 Ação em função do uso da construção pessoas móveis materiais veículos etc Ação do vento Ação da água Ações variáveis durante a construção Ações variáveis indiretas NBR 6118 Variações de temperatura Ações dinâmicas NBR 612019 Tabela 1 Peso específico aparente dos materiais de construção continua Material Pesos específicos aparentes γap kNm³ 1 Rochas naturais Arenito Ardosia Basalto diorito gabbro Calcarion denso Gnaisse Granito sienito pó rifó Lava basáltica Mármore e calcário Outros calcários Taquitito 2 Blocos artificiais e pisos Blocos vazados de concreto Blocos cerâmicos furados Blocos cerâmicos maciços Blocos de concreto celular autoclavado Blocos de vidro Blocos silicocalcários Lajotas cerâmicas Porcelanato Terracota 21 a 27 24 28 27 a 31 29 20 a 29 245 30 27 a 30 285 24 28 20 26 14 13 18 65 9 20 18 25 21 Tipos de Cargas que Atuam nas Estruturas Cargas permanentes determinadas com boa precisão Cargas acidentais estimadas por Normas Peso próprio da estrutura Peso de ocupação das pessoas Peso dos mobiliários Peso de veículos Força do vento Pontual Cargas pontuais são abstrações de cargas distribuídas em domínios com dimensões características pequenas comparadas com as do elemento estrutural ao qual estão aplicadas ou de representação de um sistema resultante equivalente de forças distribuídas Formas de carregamento Carga Pontual sobre uma laje sobre uma viga sobre um pilar sobre a fundação Formas de carregamento Distribuída Contato direto Outras formas de carregamento Ação gravitacional Ação hidrostática Ação do vento Carga Distribuídam sobre uma laje sobre uma viga Carga Distribuídam2 sobre uma laje Atuação de carregamentos Axial Induzem esforços de compressão ou de tração no interior da estrutura Transversal Agem de modo perpendicular ao comprimento da estrutura Induzem aos esforços solicitantes Força cortante cisalhamento Momento fletor Flexão Momento torçor Torção Seus esforços internos depende da geometria e do ponto de aplicação da carga Determinação de cargas permanentes Pesopróprio pp Em função do peso específico do material Nm³ Laje Revestimento rev 050 kNm2 carregamento distribuídom2 taco tapete borracha paviflex etc Cobertura 060 kNm2 à 100 kNm2 carregamento distribuídom² 060 kNm² para telha de fibrocimento e 100 kNm² para telha de barro Viga pp A γ área de seção transversal m³ kNm² kNm carreamento distribuídom Pesopróprio pp Determinar o carregamento em uma laje de edificio comercial A laje terá 10 cm de espessura contrapiso argamassa de cimento e areia de 1 cm acabamento superior com tacos e acabamento inferior com forro de gesso com 1 cm de espessura Solução As cargas permanentes peso próprio e acidentais deverão ser determinadas por unidade de área kNm² Os pesos do concreto armado contrapiso e gesso correspondem a 25 kNm³ 21 kNm³ e 125 kNm³ respectivamente Os tacos pesam 065 kNm² A carga acidental de um edifício comercial deve ser considerada como sendo 2 kNm² Dados uniformização de unidades kN e m γ conc arm 25kNm³ γ cont piso 21 kNm³ γ gesso 125 kNm³ g taco 065kNm² h conc arm 10 cm 010 m h cont piso 1cm 001 m h gesso 1cm 001 m q dif 2kNm² Carga permanente pp 250 x 010 250 kNm² contrapiso 210 x 001 021 kNm² gesso 125 x 001 013 kNm² tacos 065 kNm² gk 349 kNm² 350 kNm² Carga acidental qk 200 kNm² Carga total gk 350 kNm² qk 200 kNm² pk 550 kNm² Carga de Parede O peso por unidade de área de uma parede rebocada em ambas as faces pode ser representado por p par γ tij e tij 2γ reb e reb onde p par peso da parede por unidade de área geralmente em kNm² γ tij peso específico do tijolo geralmente em kNm³ e tij espessura menor dimensão em planta do tijolo geralmente em m γ reb peso específico do reboco geralmente em kNm³ e reb espessura do reboco geralmente em m Tabela 2 Alvenarias Aplicação Reboco com 25 cm de espessura em cada face Carga da parede distribuída uniformemente em toda a laje lx ly Exercício Reações de apoio das lajes nas vigas Exercício Determinação de cargas acidentais Sobrecargas São cargas em função do uso de determinado compartimento da edificação O efeito da sobrecarga é considerado sobre lajes sendo portanto um carregamento do tipo distribuídom² Alguns valores verificar norma Forro sem acesso ao público 050 kNm² Residência escritório 150 à 200 kNm² Locais com acesso ao público escolas restaurantes etc 300 kNm² Locais para baile ginástica esporte teatros ginásios clubes etc 400 kNm² Locais para arquivosbibliotecasdepósitos função de cada caso Jardins ver item nesta Tabela Determinação de cargas acidentais Empuxo Caso de empuxo dágua sobre as paredes laterais de uma piscina ou caixa dágua Caso de empuxo de terra sobre uma cortina de concreto que aparece quando da utilização de subsolos Exercício 01 Dados Determinação da carga total do edifício O edifício é composto por uma cobertura e 4 tipos com péesquerdo de 280 Laje Cobertura Carga total aplicada na laje da cobertura Determina a carga da laje por metro quadrado incluindo o pesopróprio a carga permanente e variável O valor por metro quadrado da carga referente ao pesopróprio é obtido a partir da multiplicação do peso específico do concreto 25tfm3 pela espessura da laje Pesopróprio 25tfm3 x 010m 025tfm2 Carga acidental tipo de uso 015tfm2 Carga variável revestimento forro telhado etc 010tfm2 Carga na laje 025 015 010 050tfm2 A carga total é obtida a partir da multiplicação da carga na laje por metro quadrado pela área interna da laje Carga dessa laje que chega na fundação 050tfm2 x 541 x 436 118tf Laje Tipo Carga aplicada na laje do Tipo Carga por metro quadrado Pesopróprio 25tfm3 x 012m 030 tfm2 Carga acidental 020 tfm2 Carga variável revestimento piso 030 tfm2 No pavimento tipo ainda existe a carga referente à alvenaria interna Gpar 026tfm2 Ppar x 268m x 210m 130m 541 x 436 Area da laje Gpar 010 tfm2 Carga na laje 030 020 030 010 090 tfm2 A carga da laje que chega na fundação é obtida a partir da multiplicação da carga da laje por metro quadrado pela área interna da laje TOTAL 090 tfm2 x 541 x 436 212 tf Viga Carga aplicada nas vigas da cobertura Nenhuma alvenaria sobre as vigas da cobertura Pesopróprio 25tfm3 x 019m x 050m 024tfm Depois basta multiplicar pelos comprimentos das vigas para se obter a carga total Vigas V1 e V2 024 x 541 x 2 26tf Vigas V3 e V4 024 x 374 x 2 18tf TOTAL 26 18 44tf Viga Carga aplicada nas vigas do tipo com as alvenarias Pesopróprio 25tfm3 x 019m x 050m 024tfm Alvenaria 032tfm2 x 23m 074tfm TOTAL 024 074 098tfm Vigas V1 e V2 098 x 541 x 2 105tf Vigas V3 e V4 098 x 374 x 2 73tf TOTAL 105 73 178tf Pilares Lance do pilar Peso próprio 25tfm3 x 019m x 05m x 28m 067tf Pilares P1 P2 P3 e P4 067 x 4 27tf CARGA TOTAL NO PAVIMENTO COBERTURA Laje 118tf Vigas 44tf Pilares 27tf TOTAL 118 44 27 189tf EDIFÍCIO TOTAL Cobertura 189tf Tipo 418tf TOTAL 189 4 x 418 1861tf NO PAVIMENTO TIPO Laje 213tf Vigas 178tf Pilares 27tf TOTAL 418tf Laje Cobertura Carga na Viga V1 Valor da carga por metro quadrado 05tfm2 Distribuição desta carga nas vigas resulta em 065tfm nas vigas V1 e V2 e 055tfm nas vigas V3 e V4 Peso próprio das vigas 024tfm Considerando a viga V1 biapoiada e com uma carga distribuída uniforme de 089tfm