Aula 03: Prédimensionamento Estrutural em Concreto

Disciplina Sistemas Estruturais Concreto Universidade Federal de Alagoas UFAL Faculdade de Arquitetura e Urbanismo FAU Aula 03 Prof Paulo César Correia Gomes Aula 03 Prédimensionamento estrutural Concepção Estrutural Durabilidade material e estrutura Vigas Lajes Pilares Elementos especiais Elétrico Arcondicionado Hidráulico Incêndio Telefonia Gás Redeinternet Dimensionamento Propriedades Mecânicas do Concreto e do Aço Comportamento dos Elementos Estruturais Estrutural ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO Tipo de edificação Arquitetônico Projetos Transporte Lançamento Compactação Acabamento Produção Propriedades no Estado Fresco Execução Vida útil Durabilidade Utilização Cura Concepção Estrutural ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO TIPO DE EDIFICAÇÃO Edifícios Obras Especiais Resid Comer Hosp Pontes Hidrelétrica Outras Pequeno até 4 Pav Médio 5 Pav 12 Grande Pav 13 ARQUITETURA Subsolo ARQUITETURA PILOTIS ARQUITETURA TIPO Planta de carga e Locação dos Pilares Formas do Pavimento Tipo Planta Baixa Estrutura Tipo Planta Baixa Estrutura Pilotis A concepção da estrutura de um edifício consiste no estabelecimento de um arranjo adequado dos vários elementos estruturais do edifício figura 1 de modo a assegurar que o mesmo possa atender às finalidades para as quais foi projetado Em virtude da complexidade das construções uma estrutura requer o emprego de diferentes tipos de peças estruturais adequadamente combinadas para a formação do conjunto resistente CONCEPÇÃO DE UM PROJETO ESTRUTURAL A concepção estrutural ou simplesmente estruturação também chamada de lançamento da estrutura consiste em escolher um sistema estrutural que constitua a parte resistente do edifício Essa etapa implica em escolher os elementos a serem utilizados e definir suas posições de modo a formar um sistema estrutural eficiente capaz de absorver os esforços oriundos das ações atuantes e transmitilos ao solo de fundação A transferência de cargas deve ser a mais direta possível evitando que cargas importantes sejam apoiadas em vigas e a necessidade de vigas de transição A concepção estrutural deve levar em conta a finalidade da edificação e atender tanto quanto possível às condições impostas pela arquitetura O projeto arquitetônico representa de fato a 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 Evidentemente a estrutura deve também ser coerente com as características do solo no qual ela se apoia CONCEPÇÃO DE UM PROJETO ESTRUTURAL Buscar segurança durabilidade e economia Uniformização da estrutura Compatibilidade entre vãos materiais e métodos utilizados Sistemas Estruturais aporticados Uso de simetria 1 Atender às condições estéticas definidas no projeto arquitetônico sempre que possível Vigas e pilares embutidos na alvenaria Evitar pilares e vigas em vãos abertos Evitar excesso de vigas aparentes Verificar se a locação dos pilares não interfere na garagem Evitar balanços geram estruturas mais robustas PROJETO ESTRUTURAL Lançamento 2 Compatibilizar o projeto de estruturas com projetos complementares Evitar dutos e tubulações vazando vigas Reforçar elementos em caso de grandes orifícios Altura total deve contemplar viga dutos e forro PROJETO ESTRUTURAL CONCEPÇÃO DIRETRIZES 3Arranjo adequado dos elementos estruturais básicos de modo a atender simultaneamente as restrições impostas pelos projetos arquitetônico e de instalações prediais Elementos Estruturais Básicos lajes vigas e pilares Fundação sapata blocos e tubulões Complementares escadas muro de arrimo caixas dágua PROJETO ESTRUTURAL CONCEPÇÃO DIRETRIZES 4 transferência de cargas o mais direta possível Evitar viga importante apoiada em viga Evitar viga de transição 5 elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis geometria e solicitações Vigas com vãos compatíveis Elementos estruturais com geometria simples e regular PROJETO ESTRUTURAL CONCEPÇÃO DIRETRIZES 6 dimensões contínuas da estrutura em planta limitadas a 30 m Maiores utilização de juntas 7 Em função do vento devem existir pórticos ortogonais que resistam adequadamente Recomendase Orientar pilares buscando distribuir rigidezes Estabelecer alinhamento entre eles Prever estruturas de contraventamento PROJETO ESTRUTURAL CONCEPÇÃO DIRETRIZES 8verificar a locação dos pilares na garagem 9 evitar pilares nos limites do terreno para não ter fundação excêntrica 10 balanços geram estruturas mais robustas Evitar Balanços muito grandes Janelas em cantos 11 Prever dimensões maiores para pilares com pé direito duplo PROJETO ESTRUTURAL CONCEPÇÃO DIRETRIZES LANÇAMENTO O posicionamento dos elementos estruturais deve ser definido em função do caminho normal das cargas 1 A transferência de cargas deve ser a mais direta possível evitando que vigas com cargas importantes sejam apoiadas em vigas e a necessidade de vigas de transição 2 Os elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis na sua geometria e solicitações preferencialmente figuras geométricas conhecidas simples e regular 3 As dimensões contínuas em planta da estrutura devem ser limitadas a 30m senão devem ser previstas juntas de dilatação 4 Os balanços geram estruturas mais robustas Assim devem se evitar balanços muito grandes e janelas em cantos 5 Devese ainda prever dimensões maiores para pilares com pédireito duplo 6 Evitar pilares nos limites do terreno para não ter fundação excêntrica PROJETO ESTRUTURAL Lançamento CONCEPÇÃO PÓRTICOS FRENTE ÀS AÇÕES HORIZONTAIS Existência de pórticos planos ortogonais Orientação criteriosamente dos pilares buscando distribuir rigidezes estabelecendo alinhamento entre eles CONCEPÇÃO PÓRTICOS FRENTE ÀS AÇÕES HORIZONTAIS Concepção de pilares de grande inércia estruturas de contraventamento em lugares estratégicos por exemplo em escadas e fosso de elevadores e pilaresparede Tipos básicos de pilares P1 e P6 pilares de contraventamento São os pilares que devido à gde rigidez permitem considerar os diversos pisos do edifício como indeslocáveis P2 a P5 pilares contraventados São os pilares menos rígidos onde as extremidades de cada lance podem ser consideradas indeslocáveis devido ao efeito conjunto dos pilares de contraventamento e das lajes de piso Durabilidade das estruturas de concreto Vida útil Mecanismo de envelhecimento e deterioração Concreto Lixiviação Expansão por sulfatos Reação álcaliagregado Aço Despassivação por carbonatação Despassivação por ação de cloretos NBR 61182014 Seção 06 Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto Durabilidade das estruturas de concreto Agressividade do Ambiente NBR 61182014 Seção 06 Durabilidade das estruturas de concreto Projeto Drenagem Formas arquitetônicas e estruturais Qualidade do concreto de cobrimento NBR 61182014 Seção 07 Critérios de projeto que visam a durabilidade Durabilidade das estruturas de concreto Durabilidade das estruturas de concreto Prédimensionamento de elementos estruturais Básicos Vigas Lajes Pilares O prédimensionamento dos elementos estruturais é necessário para que se possa calcular as ações incluindo o peso próprio da estrutura que é a primeira parcela considerada no cálculo das ações O conhecimento das dimensões permite determinar os vãos equivalentes e as rigidezes necessários no cálculo das ligações entre os elementos Prédimensionamento de elementos estruturais Prédimensionamento de elementos estruturais Pédireito Péesquerdo Vigas Altura Altura da Viga Seção com armadura longitudinal em uma única camada Relação entre a altura total e a altura útil é dada pela expressão Prédimensionamento de elementos estruturais bw Armadura de pele Em vigas com d 60 cm armaduras com aço CA 50 ou 60 devese dispor longitudinalmente e próxima a cada face lateral da viga na zona tracionada uma armadura de pele com aço de resistência igual ou superior a do aço da armadura de tração As pele 010 bwh em cada face o espaçamento entre barras não deve ultrapassar d3 e 30 cm a barra mais próxima da armadura de tração deve distar entre 6 e 20 cm desta armadura Vigas Detalhes de seção transversal e armadura de pele Uma estimativa para largura da viga bw o A seção transversal das vigas não pode apresentar largura bw menor que 12 cm e a das vigasparede menor que 15 cm o Espessura final da parede Vigas Vigas bw A espessura bw descontandose as espessuras de revestimento crev da ordem de 05 cm a 15 cm da espessura da parede acabada ealv bw ealv 2 crev Normalmente os tijolos cerâmicos e os blocos de concreto tem espessuras etij de 9 cm14 cm e 19 cm ealv etij 2 crev PE O vão efetivo pode ser calculado por lef l0 a1 a2 com a1 igual ao menor valor entre t12 e 03h e a2 igual ao menor valor entre t22 e 03h conforme esquema Uma estimativa para altura de vigas Vigas ef ef ef CONCRETO ARMADO II Detalhe de Viga Prédimensione a viga biapoiada bw e h de sustentação da parede A indicada na Figura Esta viga faz parte do pavimento tipo de um edifício construído na zona de agressividade III Mostrar a seção transversal da viga detalhada considere 2 ferros de bitola de 16 mm e estribo de 5 mm Exercício