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Algumas considerações sobre projeto de Algumas considerações sobre projeto de estruturas com parede de concretoestruturas com parede de concreto

Janeiro de 2009Janeiro de 2009

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1. Introdução• Apresentação• Trata-se de um sistema construtivo, de comportamento análogo à alvenaria estrutura, no qual todas

as paredes da edificação têm função estrutural, apoiadas em vigas baldrames ou em vigas de transição, que por sua vez levam as cargas às fundações. Na região de portas e aberturas as paredes são ligadas por lintéis de rigidez considerável.

• Tanto as paredes estruturais como as lajes dos pavimentos são executadas em concreto armado in loco, com concretagem simultânea.

• O arcabouço estrutural final é, portanto, constituídos de elementos verticais com grande rigidez na direção de maior inércia, nas duas direções principais da construção, monoliticamente ligados às lajes, com função adicional de agir como diafragma rígido, dando à edificação grande rigidez global.

• Os procedimentos do projeto estrutural • 2.1 – modelo numérico• Para elaboração do projeto estrutural as paredes, lintéis e lajes são dispostos de modo a atender à

exigências do projeto arquitetônico em todos os andares da construção, dando origem a um pórtico espacial.

• Considerando-se as cargas permanentes de peso próprio, revestimentos e alvenarias complementares, assim como as cargas variáveis verticais e horizontais devidas à ação do vento, o pórtico obtido é processado num modelo tridimensional, ocasião na qual são obtidos seus parâmetros de deslocabilidade local e global, assim como os esforços solicitantes em todos os elementos estruturais considerados.

• Até esta fase, a estrutura do edifício constituído por paredes de concreto foi analiticamente tratado como um edifico convencional de concreto armado, formado por vigas, pilares e lajes.

• 2.2 – Dimensionamento dos elementos estruturais• As lajes e lintéis do edifício são dimensionadas como as de um edifício convencional, em

conformidade com a NBR6118:2003 – Projeto e dimensionamento de estruturas de concreto – Procedimentos.

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• Tendo-se em vista que o dimensionamento de paredes de concreto armado não é suficientemente abordado pela norma acima mencionada, tal como ocorre com a norma norte americana (ACI318-05 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary) a ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland, formou um grupo de engenheiros estruturais que escreveram um documento contendo as recomendações de procedimentos para o projeto de tais elementos estruturais, denominado Práticas Recomendadas de Projeto para Edifícios com Paredes de Concreto. Para a elaboração dos procedimentos de dimensionamento, foram realizados centenas de ensaios numéricos para a validação do método proposto, assim como foram realizados estudos comparativos com os respectivos procedimentos do ACI318-05.

• Assim, para o dimensionamento das paredes de concreto são empregados os procedimentos contidos no documento acima mencionados, complementados pelas exigências da NBR6118:2003.

• 2.3 – Detalhamento dos elementos estruturais• As lajes e lintéis do edifício são detalhadas como as de um edifício convencional, em conformidade

com a NBR6118:2003 – Projeto e dimensionamento de estruturas de concreto – Procedimentos.• As armaduras das paredes de concreto são constituídas por telas soldadas, com área de aço em

conformidade com o que se obteve no dimensionamento de cada parede. Armaduras complementares de reforço de vãos de porta, aberturas de janelas, e furos para passagens de dutos são dimensionadas também em conformidade com o que recomenda o documento emitido pela ABCP acima mencionado.

• 2.4 – A questão da segurança estrutural • Tendo-se em vista que todos os procedimentos de dimensionamento e detalhamento dos elementos

estruturais dos edifícios constituídos por paredes de concreto seguem os procedimentos da NBR6118:2003, complementados pelas Práticas Recomendadas de Projeto para Edifícios com Paredes de Concreto da ABCP, o nível de segurança estrutural contra os Estados Limites Últimos e contra os Estados Limites de Serviços dessas estruturas é compatível com aqueles obtidos no projeto de edifícios convencionais.

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Algumas fotos

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2. O texto da Comunidade da ConstruçãoTrata-se de um documento construído a partir da colaboração de vários profissionais visando o estabelecimento de procedimentos aplicáveis a edificações de baixa altura (regulamentação mínima), no âmbito da Comunidade da Construção.Esse texto pode ser considerado como embrião para uma futura norma da ABNT.Além das premissas de projeto o texto apresenta com certa simplicidade:

- as Condições Analíticas de Segurança para o dimensionamento de painéis de paredes de concreto;

- critérios para o dimensionamento ao redor das aberturasAs recomendações do detalhamento das paredes não foram contempladas pelo texto e deverão ser tratadas na próxima etapa dos trabalhos que há de se iniciar brevemente.Pelo texto, as paredes podem ser consideradas sob carregamento centrado, se:

- a tensão solicitante característica < 0,20fck- armaduras mínimas: v=0,10% e h=0,15%- a excentricidade máxima for de 1,5+0,03t (cm)

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A expressão para o cálculo de Nrd será apresentada a seguir.Expressão semelhante é também apresentada no item 24.5.8 da NBR6118:2003, impondo essencialmente que a carga normal deve estar dentro do núcleo central.No capitulo 14 do ACI318-05 apresenta-se solução análoga.Encontra-se disponível aos interessados uma Tese de Doutorado “Experimental and theoretical studies of normal and hight strength concrete wall panels” Doh, JH – Griffith University – Austrália. È o estado da arte.

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3. Determinação dos esforços solicitantesEm principio as paredes de que se trata são elementos de casca. A análise das estruturas empregando MEF é trabalhosa. Contudo esse tipo de processamento é muito útil para a compreensão do comportamento estrutural. Sem essa compreensão é muito arriscado o uso de métodos simplificados.O TQS pode ser utilizado para a modelagem com alguns artifícios.Um primeira comparação será apresentada entre um processamento pelo MEF e o TQS.

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TQSA busca da força normal e esforços fletores para as ações verticais e horizontais (vento e

desaprumo)

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MEFObtenção de forças e momentos em elementos de placa

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Comparando

TQS-normal TQS c articulação MCMR MEF

Pilar N (tf) Ltot (M) Nk (tf/m) N (tf) Ltot (M) Nk (tf/m) tf/m Nk (tf/m)

P110 106,3 2,88 36,9 84,5 2,88 29,3 28,2 23,7

P112 18,6 0,95 19,6 18,1 0,95 19,1 28,3 22,8

P116 55,7 1,50 37,1 53,7 1,50 35,8 28,3 22,7

Conclusões iniciais:1 - Há divergência nos resultados

2 – Tais diferenças não são importantes para o dimensionamento das paredes3 – Mas são muito importantes para o dimensionamento das estruturas de

transição

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4. DimensionamentoCONTANTES

fck 300

H 300

k 0,85

min,v 0,0010

min,h 0,0015

fsd 4350

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t (cm

H/t e,nucle e,min K1 K2 Denomi Nrd,max Nrd,expr Nrd,ACI Nrd,NB1:03 VIA TQS

10 30,0 88 1,67 1,80 2,52 0,07 3,50 84000 44607 46922 49219 73000

11 27,3 80 1,83 1,83 2,29 0,00 2,29 92400 74856 63131 66222

12 25,0 74 2,00 1,86 2,10 0,00 2,10 100800 89084 78427 82266 104000

13 23,1 68 2,17 1,89 1,94 0,00 1,94 109200 104551 93019 97572

14 21,4 63 2,33 1,92 1,80 0,00 1,80 117600 121254 107058 112299 159000

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5 – Apresentação e detalhamento

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Obrigado pela atenção

José Roberto Braguim