Furos e Aberturas em Vigas e Lajes de Concreto Armado - NBR 6118

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II AULA 01 FUROS E ABERTURAS EM VIGAS E LAJES DE CONCRETO ARMADO Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Civil ENG01112 Luiz Henrique Barboza Tirado Mestrando PPGEC UFRGS hbtluiz94gmailcom Sarah Lodeti Pessi Mestranda PPGEC UFRGS saralodetihotmailcom INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elemento de concreto armado dimensionado para ser íntegro Compatibilização de projetos Não compatibilização de projetos INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS DEFINIÇÕES Regiões ou elementos especiais Furos dimensões pequenas em relação ao elemento estrutural Aberturas dimensões não pequenas em relação ao elemento estrutural Conjunto de furos muito próximos tratar como aberturas INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS NBR 61182014 verificação Itens 1325 e 213 da norma Condições e limitações para furos em vigas e lajes que se forem atendidas verificam o posicionamento e dimensões de furos e aberturas Não necessita de adição de ferragens ou reforços de outros tipos NBR 6118 verificação Método das bielas e tirantes Método dos Elementos Finitos Método de dimensionamento INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Bielas e tirantes Método de dimensionamento Item 223 da norma NBR 61182014 Regiões de tração e compressão na região especial da estrutura Programa CAST INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elementos Finitos Procedimento numérico para determinar soluções aproximadas de problemas de valores sobre o contorno de equações diferenciais equações numéricas a partir de discretização do elemento Método de dimensionamento INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elementos Finitos Método de dimensionamento TCC PUCRS 2021 Autora Nanachara Thaís da Silva Análise Comparativa Através do Método dos Elementos Finitos de Vigas em Concreto Protendido Considerando Seção Cheia e Seção com Aberturas na Alma Modelagem computacional Software Ansys Vigas de concreto armado protendidas Análise de 12 elementos com aberturas diferentes dimensões e posicionamentos Objetivo avaliar o comportamento estrutural Compara com vigas sem aberturas Resultados em conformidade com a NBR INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elementos Finitos TCC PUC 2021 Nanachara Thaís da Silva Método de dimensionamento Fonte DA SILVA 2021 INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elementos Finitos TCC PUC 2021 Nanachara Thaís da Silva Método de dimensionamento Fonte DA SILVA 2021 INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elementos Finitos TCC PUC 2021 Nanachara Thaís da Silva Método de dimensionamento Fonte DA SILVA 2021 INTRODUÇÃO ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS Elementos Finitos TCC PUC 2021 Nanachara Thaís da Silva Método de dimensionamento Fonte DA SILVA 2021 ROTEIRO DE CÁLCULO VIGAS CASO A UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II FURO EM VIGA NA DIREÇÃO DA LARGURA HORIZONTAL 1 Distância mínima do furo à face mais próxima 2 Dispensa da verificação do furo em viga simultaneamente NBR 61182014 item 13251 A seção remanescente na região descartando a área ocupada pelo furo deve resistir aos esforços previstos no cálculo permitir uma boa concretagem a Furos em zona de tração e distantes 2h do apoio b Dimensão máxima do furo 12 cm e h3 c Distância entre furos de 2h d Cobrimentos suficientes e não seccionamento da armadura ROTEIRO DE CÁLCULO VIGAS CASO B FURO EM VIGA NA DIREÇÃO DA ALTURA VERTICAL NBR 6118 2014 item 2133 1 Diâmetro do furo máximo b3 2 Distância do furo à face mais próxima máximo b3 e 2 cobrimento 3 Conjunto de furos atender alinhados ao longo do comprimento da viga faces dos furos 5cm ou Ø mínimo de 1 estribos por intervalo Permitir boa concretagem Verificar a redução da capacidade portante ao cisalhamento e à flexão na região do furo ROTEIRO DE CÁLCULO LAJES FURO EM LAJES NBR 6118 2014 item 13252 NBR 6118 2014 item 2134 1 Dimensões máxima da abertura máximo lx10 2 Distância entre face de uma abertura e eixo teórico do apoio da laje 14 vão na direção considerada 3 Distância entre faces de aberturas adjacentes 12 menor vão No caso de aberturas em regiões próximas a pilares as lajes lisascogumelo devem ter o modelo de cálculo previsto o equilíbrio das forças cortantes que atuma na região EXERCÍCIO 1 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Exercício 1 Dada uma viga biapoiada com carregamento distribuído armadura definida e dados de projeto indicados juntos a imagem a seguir determine a As regiões que são permitidas receber um furo na direção da largura horizontal para passagem de tubulação de PVC sem que seja necessário armadura adicional e que esteja de acordo com a NBR 61182014 Qual a dimensão máxima permitida para o furo segundo a norma b Caso a solicitação de furo para passagem de tubulação ocorresse para a direção da altura vertical ao invés da horizontal qual seriam as regiões permitidas sem que sejam necessárias armaduras adicionais e que estejam de acordo coma NBR 61182014 Qual a dimensão máxima permitida para o furo segundo a norma EXERCÍCIO 1 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Viga trabalhada no material Estado Limite de Serviço exemplos slide aula 04 do dia 1002 AULA 09semana 4 Áreas de armaduras tracionada 7 barras de 125 mm comprimida 2 barras de 63 mm Aço CA 50 Cobrimento de 25 cm 7 x 1227 859 cm² 2 x 0312 0624 cm² EXERCÍCIO 1 VIGAS SOLUÇÃO item a VIGAS CASO A furo horizontal Distância mínima do furo à face mais próxima mínimo 5 cm 2 x cobrimento 2 x 25cm 5cm 5 cm de distância Dispensa de armadura adicional I Região de Tração determinação da Linha Neutra LN x As fydαc fcd bw λ As fydαc fcd bw λ x 1287 Verificações conforme NBR 61182014 EXERCÍCIO 1 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Dispensa de armadura adicional continuação II Distância do furo a face do apoio III Dimensão do furo IV Distância entre furos dentro de dois apoio V Cobrimento suficiente e não seccionamento da armadura SOLUÇÃO item a VIGAS CASO A furo horizontal Verificações conforme NBR 61182014 EXERCÍCIO 1 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Conclusões Distância do furo à face mais próxima Altura da LN região tracionadacomprimida Distância do furo à face de apoio Dimensão diâmetro máxima do furo Distância entre furos dentro de dois apoios Cobrimento suficiente e não seccionamento da armadura SOLUÇÃO item a mín 5 cm 1287 cm mín 90 cm máx 12 cm DN 100 mín 90 cm VIGAS CASO A furo horizontal Verificações conforme NBR 61182014 EXERCÍCIO 1 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Diâmetro máximo do furo Distância mínima do furo à face mais próxima Conjunto de furos respeitar as condições VIGAS CASO B furo vertical SOLUÇÃO item b Verificação das condições abaixo simultaneamente Verificações conforme NBR 61182014 EXERCÍCIO 1 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Dimensão diâmetro máxima do furo Distância do furo à face mais próxima SOLUÇÃO item b Conclusões Verificação das condições abaixo simultaneamente VIGAS CASO B furo vertical Verificações conforme NBR 61182014 EXERCÍCIO 2 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Exercício 2 Supondo que o projetista estrutural responsável de uma edificação recebeu a solicitação para a execução de um furo em viga com o objetivo de realizar a passagem de tubulação de PVC de DN 50 Tal solicitação ocorre devido à incompatibilidade de projetos estrutural e hidrossanitário observada apenas na fase de construção a edificação O projetista detêm o detalhamento estrutural da viga e recebe o posicionamento da passagem da tubulação no elemento como podemos observar na imagem abaixo Baseado na NBR 61182014 qual deve ser a decisão do projetista EXERCÍCIO 2 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II SOLUÇÃO VIGAS CASO A furo horizontal Verificações conforme NBR 61182014 Distância mínima do furo à face mais próxima mínimo 5 cm 2 x cobrimento 2 x 2 cm 4 cm logo 5 cm OK Dispensa de armadura adicional I Região de Tração determinação da Linha Neutra LN Rst Rcc x As fyd αc fcd bw λ As fyd αc fcd bw λ x 186 cm EXERCÍCIO 2 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Dispensa de armadura adicional continuação II Distância do furo a face do apoio III Dimensão do furo IV Cobrimento suficiente cobrimento projeto V Não seccionamento da armadura SOLUÇÃO VIGAS CASO A furo horizontal Verificações conforme NBR 61182014 EXERCÍCIO 2 VIGAS UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Conclusão NÃO PODE AUTORIZAR o furo nas condições estabelecidas verificação NBR 61182014 SOLUÇÃO VIGAS CASO A furo horizontal Verificações conforme NBR 61182014 Alternativas sugestão do engenheiro projetista Deslocar o furo pelo menos 40cm distante do apoio deslocamento horizontal Deslocar o furo para fora da região tracionada deslocamento vertical Alteração do traçado da tubulação se possível Reforço estrutural ao cisalhamento laminadomanta de fibra de carbono Cálculo estruturalverificação mais elaborada método bielas e tirantes métodos dos elementos finitos EXERCÍCIO 3 LAJES UFRGS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II Exercício 3 Sendo a laje de concreto armado representada na figura abaixo determine em quais regiões do elemento podem ser realizados furos ou aberturas de acordo com a norma NBR 61182014 a4m b5m Armadura positiva 132 cm²m cm Armadura negativa 184 cm²m Armadura de contorno 08cm²m Laje trabalhada no material Lajes maciças de CA armadas em duas direções exemplo 1 slide aula 12 do dia 2402 AULA 13semana 6 Dados de projeto da estrutura Concreto C20 Aço CA 50 Cobrimento de 2cm Espessura h 8cm atende verificação de ELS def excessivas SOLUÇÃO Verificações conforme NBR 61182014 Dimensões da abertura máximo lx 10 ax ay 4 10 040 m Distância mínima da face da abertura ao eixo teórico do apoio na direção x mínimo lx 4 4 4 100 m na direção y mínimo ly 4 5 4 125 m Mais de uma abertura NÃO APLICÁVEL Porém caso existissem a distância entre as faces da abertura deve ser maior do que metade do menor vão lx 2 4 2 200 m Recomendação fazer furoabertura nas regiões distantes dos momentos máximos SOLUÇÃO Verificações conforme NBR 61182014 Dimensões da abertura 040 m Distância mínima da face da abertura ao eixo teórico do apoio lx 100 m ly 125 m Distâncias entre faces para mais de uma abertura 200 m Recomendação fazer furoabertura nas regiões distantes dos momentos máximos Região onde é possível realizar abertura REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO II UFRGS NBR 61182014 Projeto de Estruturas de Concreto Procedimento Américo Campos Filho Notas de aula PPGEC UFRGS Detalhamento das Estruturas de Concreto pelo Método das Bielas e dos Tirantes Américo Campos Filho software CAST Nanachara Thaís da Silva Análise Comparativa Através do Método dos Elementos Finitos de Vigas em Concreto Protendido Considerando Seção Cheia e Seção com Aberturas na Alma Trabalho de Conclusão de Curso Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Porto Alegre p70 2021 Paula Manica Lazzari Notas de Aula Concreto Armado II Aula 04 Estados Limites de Serviço Exemplo Paula Manica Lazzari Notas de Aula Concreto Armado II Aula 12 Lajes Maciças de Concreto Armado Armadas em Duas Direções Exemplo 1