PPGECiv UFSCar Estruturas de Concreto 1 - Topicos de Projeto Estrutural

PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 1 Estruturas de Concreto 1 Professor Ricardo Laguardia Justen de Almeida laguardiaufscarbr Período 20242 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS Departamento de Engenharia Civil Outubro2024 Unidade 2 Tópicos de projeto estrutural Sumário 2 21 O conceito de projeto estrutural 22 Sistema estrutural 23 O caminho das ações 24 As etapas do projeto estrutural 25 Planta de formas Estruturas de Concreto 1 Unidade 2 Tópicos de projeto estrutural Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 21 O conceito de projeto estrutural 3 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida O Projeto estrutural consiste no desenvolvimento de uma forma material que transmita as ações atuantes até o solo de fundação com o máximo de eficiência global Economia Segurança Funcionalidade Facilidade de execução 21 O conceito de projeto estrutural 4 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Não se pode imaginar uma forma que não necessite de uma estrutura ou uma estrutura que não tenha uma forma Dessa maneira não se pode conceber uma forma sem se conceber automaticamente uma estrutura e viceversa Yopanan C P Rebello 2010 Forma material da estrutura Sistema Estrutural Tipos de elementos estruturais Posições dos elementos Dimensões dos elementos Geometria proveniente da concepção arquitetônica Forma material da estrutura PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 2 21 O conceito de projeto estrutural 5 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Exemplo Estrutura convencional de concreto armado de edifícios 21 O conceito de projeto estrutural 6 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Exemplo Estrutura de alvenaria estrutural de edifícios 21 O conceito de projeto estrutural 7 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Exemplo Estrutura formada por elementos de concreto préfabricados 22 Sistema estrutural 8 Sistema estrutural é um conjunto de elementos da construção que tem como função principal resistir às cargas e as transmitilas ao solo além de garantir a estabilidade global e localizada e evitar a ocorrência de deformações e deslocamentos elevados pilar viga laje sapata Fonte KIMURA et al 2022 Subsistema vertical Subsistema horizontal Elementos estruturais PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 3 22 Sistema estrutural 9 No caso das estruturas das edificações podese definir a estrutura como a parte resistente da edificação formada por peças ou elementos estruturais que se combinam de forma adequada para cumprir uma determinada função 22 Sistema estrutural 10 Principais elementos estruturais de concreto armado Lajes As lajes são elementos de superfície placas caracterizados por apresentar uma das dimensões muito menor que as outras duas e que estão sujeitos a ações ortogonais a seu plano Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Fonte KIMURA et al 2022 Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 11 Principais elementos estruturais de concreto armado Lajes Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Fonte KIMURA et al 2022 Laje maciça em construção Laje maciça finalizada Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 12 Principais elementos estruturais de concreto armado Lajes Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Fonte KIMURA et al 2022 Laje nervurada Laje lisa Principais elementos estruturais de concreto armado PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 4 22 Sistema estrutural 13 Principais elementos estruturais de concreto armado Lajes Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Fonte KIMURA et al 2022 Lajes cogumelo Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 14 Laje nervuradalisa em construção Laje nervuradalisa finalizada Laje em vigotas Fonte KIMURA et al 2022 Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 15 Principais elementos estruturais de concreto armado Vigas As vigas são elementos lineares em que a flexão é preponderante dispostos geralmente na horizontal Vigas de concreto préfabricado Vigas de concreto armado Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 16 Principais elementos estruturais de concreto armado Vigas Como as vigas são submetidas à flexão o ideal é que as seções transversais apresentem concentração de material longe do centro de gravidade e do eixo de flexão Seção ideal I Seções usuais retangulares e T Fonte KIMURA et al 2022 Principais elementos estruturais de concreto armado PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 5 22 Sistema estrutural 17 Principais elementos estruturais de concreto armado Vigas As vigas contínuas que possuem mais de dois apoios são estruturas hiperestáticas que quando são carregadas verticalmente de cima para baixo ficam submetidas a ação de Momentos positivos no meio dos vãos Momentos negativos sobre os apoios Neste caso ocorre uma compensação nos valores dos momentos nos vãos e nos apoios de forma que as magnitudes destes são menores dos que ocorreriam em vigas biapoiadas com os mesmos vãos e carregamentos A presença de esforços de menor magnitude leva a um dimensionamento mais econômico Melhor distribuição de esforços Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 18 Principais elementos estruturais de concreto armado Vigasparede As vigasparede são em aquelas em que a relação entre o vão e a altura é inferior a 20 em vigas biapoiadas e inferior a 30 em vigas contínuas ℓh 20 vigas biapoiadas ℓh 30 vigas contínuas Fonte KIMURA et al 2022 Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 19 Principais elementos estruturais de concreto armado Pilares Os pilares também são elementos lineares que apresentam o eixo quase sempre disposto de forma vertical e são responsáveis pelo encaminhamento das cargas até as fundações A definição da seção transversal do pilar será guiada pela arquitetura da edificação e também pela análise global da estrutura para garantir estabilidade Seções transversais de pilares Fonte KIMURA et al 2022 Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 20 Principais elementos estruturais de concreto armado Pilares Principais elementos estruturais de concreto armado PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 6 22 Sistema estrutural 21 Principais elementos estruturais de concreto armado Pilaresparede Os pilaresparede são aqueles cuja maior dimensão da seção transversal excede 5 vezes a menor dimensão h Pilarparede h bw5 Fonte KIMURA et al 2022 Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 22 Principais elementos estruturais de concreto armado Elementos de fundação blocos e sapatas Blocos e sapatas são elementos típicos de fundação As cargas de pilares ou paredes são distribuídas no terreno por meio das fundações que podem ser rasas ou profundas Principais elementos estruturais de concreto armado 22 Sistema estrutural 23 O entendimento das subestruturas resistentes de uma edificação nas quais muitas vezes a análise estrutural se baseia pode ajudar a compreender o comportamento estrutural da edificação como um todo Subestruturas resistentes pilar viga laje sapata Fonte KIMURA et al 2022 Subsistema vertical Subsistema horizontal 22 Sistema estrutural 24 Viga contínua Subestruturas resistentes Fonte KIMURA et al 2022 PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 7 22 Sistema estrutural 25 Grelha Subestruturas resistentes Fonte KIMURA et al 2022 22 Sistema estrutural 26 Processo da analogia de grelha para a obtenção dos esforços nas lajes do pavimento Subestruturas resistentes Fonte KIMURA et al 2022 22 Sistema estrutural 27 Pórticos planos Subestruturas resistentes Fonte KIMURA 2018 22 Sistema estrutural 28 Pórticos espaciais Subestruturas resistentes Fonte KIMURA 2018 PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 8 23 O caminho das ações 29 O sistema estrutural de um edifício deve ser projetado para resistir Ações verticais peso próprio sobrecargas equipamentos etc Ações horizontais vento desaprumo sismos empuxos Para qualquer que seja a ação o caminho das cargas até as fundações deve ser o mais curto possível 23 O caminho das ações 30 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida O caminhamento das ações verticais Lajes Vigas Pilares Fundações Carregamento 23 O caminho das ações 31 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida O caminhamento das ações horizontais Paredes externas Diafragmas lajes Estruturas de contraventamento 23 O caminho das ações 32 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Estruturas de contraventamento Elementos verticais de grande rigidez que transmitem as ações horizontais até as fundações Pórticos planos e espaciais Pilares parede Núcleos rígidos A importância do diafragma laje Elementos de rigidez praticamente infinita no seu plano que se deslocam como um corpo rígido Todas as estruturas ligadas aos diafragmas se movimentam em conjunto Distribuição uniforme das ações nas estruturas de contraventamento PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 9 24 As etapas do projeto estrutural 33 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Projeto Arquitetônico Projeto Estrutural Lançamento Estrutural PréDimensionamento Modelagem estrutural Análise Estrutural Dimensionamento Detalhamento Concepção Estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 34 A concepção estrutural consiste em escolher um sistema estrutural que constitua a parte resistente do edifício Para uma boa concepção estrutural é absolutamente necessário compreender quais sistemas e materiais são mais adequados para resistir e transmitir as cargas ao solo Tarefas da etapa de concepção estrutural Escolher o sistema estrutural mais adequado definir os elementos estruturais a serem utilizados Definir as posições dos elementos estruturais lançamento estrutural Estimar as dimensões dos elementos escolhidos prédimensionamento Nem o melhor programa do mundo consegue corrigir uma concepção estrutural ruim LORIGGIO 2016 24 As etapas do projeto estrutural 35 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Dáse o nome de lançamento estrutural ao procedimento de locarposicionar lajes vigas e pilares capazes de suportar as cargas buscando uma disposição que se adapte bem ao projeto arquitetônico sem prejudicálo esteticamente Não existem regras definitivas e precisas para o lançamento da estrutura critérios práticos Existe uma boa solução que atende a determinados parâmetros préestabelecidos de ordem estética construtiva e econômica O bom lançamento estrutural é diretamente proporcional à vivência prática do projetista Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 36 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida O lançamento estrutural deve levar em consideração finalidade da edificação condições impostas pela arquitetura PROJETO ARQUITETÔNICO BASE PARA O PROJETO ESTRUTURAL Fatores que devem ser considerados Harmonia com os projetos de instalações elétrico hidrossanitário incêndio telefônico etc Permitir boas soluções para a garagem vagas com tamanho suficiente 25 m 50 m espaço para manobras Lançamento estrutural PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 10 24 As etapas do projeto estrutural 37 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 38 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 39 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Fatores que devem ser considerados Atender às legislações vigentes Código de obras em São Carlos Lei nº 19950 Dispõe sobre o Código de Obras e Edificações do Município de São Carlos e dá outras providências disponível no site da CMSC Posição da caixa de água usual considerar sobre a caixa de escadaselevador Posição das escadas e do elevador caixa de escadas e elevador devem possuir pilares em suas extremidades ligados por vigas Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 40 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Exemplos de posição inadequada de elementos estruturais Viga Pédireito inadequado Pilar prejudicando a visão Lançamento estrutural PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 11 24 As etapas do projeto estrutural 41 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida O lançamento estrutural deve começar no pavimento tipo quando houver Primeiramente definese a posição dos pilares 1 começar pelos pilares de cantos e de áreas comuns a todos os pavimentos caixa de escadas e elevadores 2 em seguida posicionar pilares de borda e finalmente os internos 3 sempre que possível alinhar os pilares formar pórticos 4 observar distâncias usuais entre pilares de 4 a 6 metros 5 verificar as interferências dos pilares nos demais pavimentos 6 tentar resolver as interferências alterando as posições dos pilares 7 seção transversal constante para estruturas de pequeno porte 8 na impossibilidade de resolver as interferências estruturas de transição Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 42 Estruturas de transição vigas de transição estruturas que possibilitam a mudança na prumada de um pilar a viga de transição recebe a carga do pilar superior e a descarrega em outros pilares inferiores Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 43 Estruturas de transição vigas de transição Estrutura com cargas consideravelmente elevadas que devem ser evitadas se possível Vigas com grandes dimensões maior custo Cuidados carga pédireito vão Localizações comuns garagens coberturas Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 44 Lançamento estrutural A escolha da direção da maior dimensão da seção transversal do pilar irá influenciar diretamente na rigidez global da estrutura Fonte KIMURA et al 2022 PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 12 24 As etapas do projeto estrutural 45 Geralmente o pilar é o elemento problemático Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 46 Geralmente o pilar é o elemento problemático Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 47 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Após a definição do posicionamento dos pilares realizase o lançamento estruturas das vigas 1 iniciase pelas vigas que ligam os pilares formando pórticos 2 outras vigas podem ser necessárias diminuir painéis de lajes com grandes dimensões suportar paredes divisórias não é absolutamente necessário 3 a largura das vigas é geralmente condicionada pela largura das alvenarias 4 tentar formar lajes com vãos entre 3 m e 6 m menor vão 5 uma vez posicionadas as vigas as lajes estarão lançadas Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 48 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Sempre que possível embutir as vigas e os pilares nas alvenarias atendendo às condições estéticas Lançamento estrutural PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 13 24 As etapas do projeto estrutural 49 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Uniformização da estrutura sempre que possível adotar dimensões dos elementos estruturais que possibilitem um maior reaproveitamento de fôrmas reduz custos e proporciona velocidade de execução Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 50 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Posicionar os elementos que possibilitem a confecção de fôrmas simples Evitar a ocorrência de mudança de direção nas vigas Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 51 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Evitar apoios indiretos vigas sobre vigas sempre que possível Acarretam esforços maiores mais armadura maior custo Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 52 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Um artifício comum que muitas vezes ajuda a resolver os problemas do lançamento estrutural é a execução de balanços o balanço pode proporcionar uma melhor distribuição dos momentos fletores L1 025L Lançamento estrutural PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 14 24 As etapas do projeto estrutural 53 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Outro artifício que pode auxiliar no lançamento estrutural é alterar a posição da viga em relação à laje Vigas invertidas vigas sobre as lajes Utilizadas quando se deseja que a viga não apareça sob a laje geralmente por questões estéticas Vigas semiinvertidas vigas no intermédio das lajes Utilizadas quando o pédireito ou as esquadrias limitam a altura da viga e o projeto estrutural exige vigas altas Lançamento estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 54 O prédimensionamento é a atividade dentro da fase de concepção estrutural de se estimar e arbitrar dimensões iniciais dos elementos estruturais Prédimensionamento Espiral de projeto Fonte Fusco 1976 24 As etapas do projeto estrutural 55 Lajes maciças A altura espessura da laje pode ser incialmente estimada pela seguinte expressão Critérios de prédimensionamento 25 01 100 3 est a est est d n h d em que ℓ é o menor vão da laje n é a quantidade de bordas engastadas aPodese reduzir até 2 cm do valor calculado devese verificar a flecha aDevese respeitar a espessura mínima definida na ABNT NBR 6118 2023 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 As etapas do projeto estrutural 56 Critérios de prédimensionamento Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida A espessura mínima da laje definida pela ABNT NBR 6118 2023 varia conforme a sua utilização definida no projeto Lajes de cobertura não em balanço 7 cm Lajes de piso não em balanço 8 cm Lajes em balanço 10 cm Lajes de garagem Pveículos 30 kN 10 cm Lajes de garagem Pveículos 30 kN 12 cm Lajes maciças PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 15 24 As etapas do projeto estrutural 57 A utilização de lajes com espessuras muito pequenas pode conduzir a problemas relacionados com dificuldade na passagem de eletrodutos de forma que não interfiram com as armaduras e não ocorrem fissuras na superfície da laje problemas de deformação e vibrações excessivas isolamento acústico insuficiente Espessuras usuais para lajes maciças Lajes de piso de 9 cm a 11 cm Lajes de garagem de 10 cm a 12 cm Recomendase utilizar painéis de laje com área em torno de 20 m² a 25 m² Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Critérios de prédimensionamento Lajes maciças 24 As etapas do projeto estrutural 58 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Critérios de prédimensionamento Vigas A altura inicial da viga pode ser incialmente estimada pela seguinte expressão 10 para vigas biapoiadas 12 para vigas contínuas 5 para vigas em balanço est est est h h h em que ℓ é o maior vão livre eixo a eixo das vigas 24 As etapas do projeto estrutural 59 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Critérios de prédimensionamento Vigas A largura da viga varia em geral entre 15 a 20 cm Para vigas escondidas em paredes largura da parede de 19 cm bw 19 cm parede de um tijolo largura da parede de 14 cm bw 14 cm parede de meio tijolo 24 As etapas do projeto estrutural 60 Critérios de prédimensionamento bloco com furos horizontais 14x19x29 Fonte httpswwwceramicakasparycombrsiteprodutos blocosceramicosdevedacaotijolos bloco com furos verticais 14x19x39 Fonte httpceramicapalmadeourocombrprodutoblococeramico estruturalvedacao14x19x39 bloco com furos horizontais 9x19x24 Fonte httpswwwceramicakasparycombrsiteprodutosblo c osceramicosdevedacaotijolos bloco com furos verticais 19x19x39 Fonte httpceramicapalmadeourocombrprodutobloc o ceramicoestruturalvedacao19x19x39 Blocos cerâmicos para parede de vedação de meio tijolo Blocos cerâmicos para parede de vedação de um tijolo Vigas PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 16 24 As etapas do projeto estrutural 61 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Critérios de prédimensionamento Vigas Em edifícios de pequeno porte geralmente as paredes são elevadas antes da execução das vigas e pilares Fonte BASTOS 2024 24 As etapas do projeto estrutural 62 Critérios de prédimensionamento Vigas Em edifícios de grande porte geralmente a estrutura é construída por meio unicamente de fôrmas antes da execução das paredes Fonte BASTOS 2024 Nesses casos a largura da viga fica condicionada a largura comercial das tábuas largura dos pilares de apoio da viga 24 As etapas do projeto estrutural 63 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Critérios de prédimensionamento Vigas Opção de se utilizar forros falsos para esconder quinas de vigas Se a largura da viga bw for menor do que a largura da parede pode ser feito um shaft instalações hidráulicas Vigas baldrame largura bw de 20 a 25 cm Necessitam maior cobrimento Elemento em contato com o solo 24 As etapas do projeto estrutural 64 Largura mínima para vigas bw 12 cm Valores podem ser reduzidos em casos excepcionais respeitando o mínimo absoluto de bw 10 cm desde que as seguintes condições sejam respeitadas Alojamento de armaduras e suas interferências respeitado os espaçamentos e cobrimentos mínimos Lançamento e vibração do concreto de acordo com a NBR 14931 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Vigas Critérios de prédimensionamento PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 17 24 As etapas do projeto estrutural 65 Pilares Critérios de prédimensionamento O prédimensionamento da seção transversal dos pilares pode ser feita por meio das áreas de influência de carga do pavimento que irá descarregar no pilar 05 c est n k ck A N f em que Acest é área bruta estimada da seção de concreto Nk é a carga de compressão de projeto estimada para o pilar n é o coeficiente de segurança adicional Tabela 131 da ABNT NBR 61182023 Para edifícios residenciais podese considerar uma carga média de 10 a 12 kNm² para esta estimativa 24 As etapas do projeto estrutural 66 Pilares Critérios de prédimensionamento Menor dimensão de pilares e pilaresparede bw 19 cm em casos especiais permitese reduzir a menor dimensão a bw 14 cm Coeficiente adicional γn área mínima de pilares 360 cm² bw 19 cm h 19 cm bw 14 cm h 26 cm Fonte ABNT NBR 6118 2023 h 24 As etapas do projeto estrutural 67 Pilares Critérios de prédimensionamento Dimensões usuais para pilares em cm 2030 2040 2050 2060 2030 2570 3080 4090 Área de influência 15 a 20 m² de área de pavimento por pilar Quinas de pilares posicionar as quinas onde o efeito estético for mais aceitável dimensões reduzidas aumento no consumo de armaduras dimensões reduzidas penalização estrutural coeficiente γn dimensões reduzidas custos adicionais Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 As etapas do projeto estrutural 68 O modelo estrutural é um protótipo que procura simular um edifício real no computador Modelagem estrutural Fonte KIMURA 2018 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Modelo mecânico matemático PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 18 24 As etapas do projeto estrutural 69 Modelagem estrutural Modelo mecânico matemático Modelo mecânico matemático Arranjo estrutural Arranjo estrutural Idealização dos materiais Idealização dos materiais Idealização do comportamento dos elementos estruturais Idealização do comportamento dos elementos estruturais Idealização das ações Idealização das ações Idealização dos vínculos Idealização dos vínculos Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 As etapas do projeto estrutural 70 Modelagem estrutural Métodos aproximados vigas contínuas Fonte Adaptado de KIMURA 2018 Devese atentar às correções indicadas no item 14661 da ABNT NBR 6118 2023 para a utilização deste modelo Modelo clássico 24 As etapas do projeto estrutural 71 Modelagem estrutural Viga Pilares Pórtico H Fonte KIMURA 2018 Este modelo é uma evolução direta do modelo clássico de viga contínua e possui basicamente as mesmas limitações Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 As etapas do projeto estrutural 72 Modelagem estrutural Grelha somente de vigas Fonte KIMURA 2018 Este modelo é direcionado para a análise estrutural de um pavimento no qual é considerada a interação entre todas as vigas presentes nele Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 19 24 As etapas do projeto estrutural 73 Modelagem estrutural Grelha somente de vigas Fonte KIMURA et al 2022 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 As etapas do projeto estrutural 74 Modelagem estrutural Grelha de vigas e lajes analogia de grelha Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Fonte KIMURA 2018 Este modelo é direcionado para a análise estrutural de um pavimento no qual é considerada interação entre todas as lajes e vigas do pavimento de forma bastante precisa 24 As etapas do projeto estrutural 75 Modelagem estrutural Grelha de vigas e lajes analogia de grelha Fonte KIMURA et al 2022 24 As etapas do projeto estrutural 76 Modelagem estrutural Pórtico plano Fonte KIMURA 2018 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 20 24 As etapas do projeto estrutural 77 Modelagem estrutural Pórtico espacial Fonte KIMURA 2018 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 As etapas do projeto estrutural 78 Modelagem estrutural Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Modelos de pavimento Viga contínua Grelha somente de vigas Grelha de vigas e lajes analogia de grelha Modelos de estabilidade global Pórtico plano Pórtico espacial Qual o melhor modelo estrutural disponível Aquele que melhor simula o edifício na vida real Combinação de modelos estruturais na elaboração de projeto de edifícios Analogia de grelha Analogia de grelha Pórtico espacial Pórtico espacial Modelo estrutural do edifício Modelo estrutural do edifício 24 As etapas do projeto estrutural 79 Modelagem estrutural Modelo de pavimento Modelo de estabilidade global Modelos usuais 24 As etapas do projeto estrutural 80 Modelagem estrutural Modelos usuais Fonte KIMURA et al 2022 PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 21 24 As etapas do projeto estrutural 81 Modelagem estrutural Modelos usuais Fonte KIMURA et al 2022 Modelo de pórtico espacial único contemplando pilares vigas e lajes 24 As etapas do projeto estrutural 82 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida SALA SALA DE ESPERA BANH 15 100 200 100 15 15 280 15 280 15 15 265 15 120 15 Exemplo a Planta baixa de um edifício comercial 24 As etapas do projeto estrutural 83 SALA SALA DE ESPERA BANH 15 100 200 100 15 15 280 15 280 15 15 265 15 120 15 L01 L02 L03 P130x20 P230x20 h 10 cm h 10 cm h 10 cm P4 30x20 P3 30x20 P6 30x20 P5 30x20 V01 15x40 V02 15x40 V03 15x40 V04 a 15x40 b V06 a 15x40 b V05 15x40 b Planta de formas 24 As etapas do projeto estrutural 84 c Modelo da estrutura para análise Ações verticais c1 Vigas Pilares isolados V03 P5 P6 V01 P1 P2 V02 P3 P4 RV05 RV05 L01 L02 L03 P130x20 P230x20 h 10 cm h 10 cm h 10 cm P4 30x20 P3 30x20 P6 30x20 P5 30x20 V01 15x40 V02 15x40 V03 15x40 V04 a 15x40 b V06 a 15x40 b V05 15x40 PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 22 24 As etapas do projeto estrutural 85 c Modelo da estrutura para análise Ações verticais c1 Vigas Pilares isolados P1 P5 P3 V02 V03 P2 P6 P4 V06a V04a V05 b b P1P2P3P4P5P6 L01 L02 L03 P130x20 P230x20 h 10 cm h 10 cm h 10 cm P4 30x20 P3 30x20 P6 30x20 P5 30x20 V01 15x40 V02 15x40 V03 15x40 V04 a 15x40 b V06 a 15x40 b V05 15x40 24 As etapas do projeto estrutural 86 c Modelo da estrutura para análise Ações verticais c2 Grelha de vigas V01 P1 P2 V02 P3 P4 V03 P5 P6 V05 V04 V06 24 As etapas do projeto estrutural 87 c Modelo da estrutura para análise Ações horizontais Pórticos planos ou espaciais V01 V02 V05 V04 V06 V03 P1 P2 P3 P4 P5 P6 V01V02V03 P1P3P5 P2P4P6 V04V06 P1P2 P3P4 P5P6 24 As etapas do projeto estrutural 88 A análise estrutural consiste na obtenção e avaliação da resposta da estrutura perante as ações que lhe foram aplicadas Análise estrutural Calcular e analisar os deslocamentos e esforços solicitantes nos elementos estruturais que compõem o edifício É pela análise estrutural que se enxerga realmente como o edifício está se comportando Análise linear Análise linear Análise linear com redistribuição Análise linear com redistribuição Análise plástica Análise plástica Análise não linear Análise não linear Métodos de análise estrutural Métodos de análise estrutural PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 23 24 As etapas do projeto estrutural 89 A análise estrutural consiste na obtenção e avaliação da resposta da estrutura perante as ações que lhe foram aplicadas Análise estrutural Calcular e analisar os deslocamentos e esforços solicitantes nos elementos estruturais que compõem o edifício É pela análise estrutural que se enxerga realmente como o edifício está se comportando Análise linear Análise linear Análise linear com redistribuição Análise linear com redistribuição Análise plástica Análise plástica Análise não linear Análise não linear Métodos de análise estrutural Métodos de análise estrutural 24 As etapas do projeto estrutural 90 Análise estrutural Fonte KIMURA 2018 Aplicação de um carregamento P Deslocamento d Aplicação de um carregamento 2P Deslocamento 24 As etapas do projeto estrutural 91 Análise estrutural A resposta depende do tipo de análise estrutural realizada Análise linear Análise não linear Fonte KIMURA 2018 24 As etapas do projeto estrutural 92 Análise estrutural O que provoca o comportamento não linear Fonte KIMURA 2018 Nãolinearidade física NLF Resposta nãolinear ocasionada pelo comportamento dos materiais O concreto armado é um material que possui um comportamento essencialmente não linear Nãolinearidade geométrica NLG Mudança na geometria dos elementos estruturais à medida que um carregamento é aplicado ao edifício PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 24 24 As etapas do projeto estrutural 93 Análise estrutural O que provoca o comportamento não linear Fonte KIMURA 2018 Nãolinearidade física NLF Resposta nãolinear ocasionada pelo comportamento dos materiais na medida em que o carregamento aumenta O concreto armado é um material que possui um comportamento essencialmente não linear 24 As etapas do projeto estrutural 94 Análise estrutural O que provoca o comportamento não linear Fonte KIMURA 2018 Nãolinearidade física NLF Resposta nãolinear ocasionada pelo comportamento dos materiais na medida em que o carregamento aumenta A fissuração do concreto é outro fator que gera nãolinearidade física na estrutura de concreto armado Nãolinearidade geométrica NLG 24 As etapas do projeto estrutural 95 Análise estrutural O que provoca o comportamento não linear Fonte KIMURA 2018 Mudança na geometria dos elementos estruturais à medida que um carregamento é aplicado ao edifício Nãolinearidade geométrica NLG 24 As etapas do projeto estrutural 96 Análise estrutural O que provoca o comportamento não linear Configuração indeformada Configuração deformada Efeito de 2ª ordem PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 25 25 Planta de formas 97 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Designação das peças Lajes L Vigas V Pilares P Vigas Baldrame VB Blocos B Sapatas S Vigas de Transição VT 25 Planta de formas 98 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Designação das peças Lajes L Vigas V Pilares P Vigas Baldrame VB Blocos B Sapatas S Vigas de Transição VT 25 Planta de formas 99 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Lajes Iniciar do canto superior esquerdo do desenho prosseguindo para a direita sempre em linhas sucessivas de modo a facilitar a localização de cada laje terminando no canto inferior direito 1 2 3 4 5 6 7 8 Numeração dos elementos 25 Planta de formas 10 0 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Numeração dos elementos Vigas Vigas horizontais Iniciar do canto superior esquerdo prosseguindo para a direita sempre em linhas sucessivas até o canto inferior direito Vigas verticais Iniciar do canto inferior esquerdo prosseguindo para cima sempre em fileiras sucessivas até o canto superior direito Para vigas continuas V101a V101b V101c PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 26 25 Planta de formas 10 1 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Numeração dos elementos Vigas Vigas horizontais Iniciar do canto superior esquerdo prosseguindo para a direita sempre em linhas sucessivas até o canto inferior direito Vigas verticais Iniciar do canto inferior esquerdo prosseguindo para cima sempre em fileiras sucessivas até o canto superior direito Para vigas continuas V101a V101b V101c 25 Planta de formas 10 2 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Numeração dos elementos Pilares Iniciar do canto superior esquerdo do desenho prosseguindo para a direita sempre em linhas sucessivas terminando no canto inferior direito 1 2 3 4 5 6 7 8 25 Planta de formas 10 3 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Simbologia dos pilares Para pilares se utiliza a seguinte convenção para representar os pilares que passam nascem ou morrem em um dado pavimento Pilar que nasce Pilar que passa Pilar que morre 25 Planta de formas 10 4 Universidade Federal de São Carlos Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Estruturas de Concreto 1 Prof Ricardo Laguardia Justen de Almeida Cotas na planta de formas Cotas de face a face das vigas Na planta de locação dos pilares cotas de eixo a eixo PPGECiv UFSCar 22102024 Ricardo Laguardia Justen de Almeida 27 25 Planta de formas 10 5 Corte esquemático Desenho apresentado em conjunto com a planta de fôrmas para facilitar a identificação do pavimento ao qual ela se refere 25 Planta de formas 10 6 Corte esquemático Desenho apresentado em conjunto com a planta de fôrmas para facilitar a identificação do pavimento ao qual ela se refere 25 Planta de formas 10 7 Exemplo Numerar os elementos estruturais da planta de formas representada abaixo Referências bibliográficas 10 8 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Rio de Janeiro 2023 242p BASTOS P S S Vigas de concreto armado dimensionamento flecha e fissuração Bauru Faculdade de Engenharia Universidade Estadual Paulista 2024 CARVALHO R C FILHO J R F 2024 Cálculo e Detalhamento de Estruturas Usuais de Concreto Armado Segundo a NBR 61182023 5ª edição São Carlos EdUFSCar 2024 479p KIMURA A E PARSEKIAN G A ALMEIDA L C SANTOS S H C BITTENCOURT T N 2022 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Volume 1 Capítulos Básicos B1 a B9 1ª edição São Paulo IBRACON 2022 v 1 665p KIMURA A 2018 Informática aplicada a estruturas de concreto armado 2ª edição São Paulo Oficina de Textos 2018 LORIGGIO D D Reflexões sobre o projeto de estruturas de concreto armado utilizando recursos computacionais Revista Estrutura Edição 1 ABECE 2016 httpabececombrRevistaestruturaEdicao1filesassetsbasichtmlindexhtml62