atualizaÇÃo em sistemas estruturais · • sapatas • blocos de estacas ... as ef = armadura...

1

0

ATUALIZAÇÃO EM SISTEMAS ESTRUTURAIS

AULAS 02

Prof. Felipe Brasil ViegasProf. Eduardo Giugliani http://www.feng.pucrs.br/professores/giugliani/?SUBDIRETORIO=giugliani

1

AULA 02

CONCRETO ARMADO COMO ELEMENTO ESTRUTURALNorma NBR 6118/2003 �� 2007

Comentários Gerais

ELEMENTOS ESTRUTURAIS ESPECIAISAbertura em Elementos de Concreto

2

2

AULA 03

ELEMENTOS ESTRUTURAIS ESPECIAISPunção em Lajes

Console CurtoDente Gerber

Viga de EquilíbrioViga Parede

Reservatórios

3

AULA 04

INSTABILIDADE GERAL DE EDIFÍCIOSFator Gama-Z e Fator Alfa

MODELAGEM DE PAVIMENTOSTipologias Básicas

INDICADORES GERAIS DE PROJETOCaracterísticas Gerais

3

4

AULA 05

ESTUDO DE CASORecuperação Estrutural

VISITA TÉCNICAElementos EstruturaisModelos Estruturais

5

CONCRETO ARMADO COMO ELEMENTO ESTRUTURAL

A Nova Norma NB-1NBR 6118/2003 �� 2007

CONCRETO ARMADO COMO ELEMENTO ESTRUTURAL

A Nova Norma NB-1NBR 6118/2003 �� 2007

• + complexa • + completa• + integradora: CS, CA, CP • exige maior ferramental

para sua aplicação

4

6

Impacto nas áreas de formação básicaImpacto nas áreas de formação básicaImpacto nas áreas de formação básicaImpacto nas áreas de formação básica

Materiais... durabilidade ...

macro clima x micro clima !!!

... classificação mais rigorosa ...classe de agressividade ambiental: CAA

fator a/cfck mínimo

cobrimento mínimo

7


Técnicas ConstrutivasPlanejamento e Gerenciamento

Orçamento e Custos• dimensões mínimas

• adequação de materiais• maior consumo de concreto

5

8


Estruturas de Concretoestruturas clássicasAsmin �� variando com o fck

menor Aswmaior espessura > bw

estruturas especiais... console curto, viga parede, punção ... blocos ...

estabilidade globaldeterminação de solicitações nos pilares

> complexidade ... Fator a, ..., a, ..., a, ..., a, ..., Fator ggggz, ...

9

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(1) Objetivos• Aplicada para CSimples + CArmado + CProtendido

2000 kg/m3 < NB/1 < 2800 kg/m3

• Não inclui sismo, impacto, explosão e fogo.• Vale também para

pré-moldados, pontes e viadutos, silos, ... complementados por NB’s específicas

(2) Simbologia• Tensões últimas �� Esforços Resistentes Máximos

6

10

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(3) Qualidade• Qualidade da Estrutura

• Capacidade Resistente: segurança à ruptura• Desempenho em Serviço: condições de Utilização• Durabilidade: resistência às influências ambientais

• Qualidade do Projeto

• Avaliação de Conformidade• Antes da Construção e Durante o projeto

11

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(4) Durabilidade

Vida Útil: no todo ou em partesAgressividade do ambiente: no todo ou em partes

CLASSE AGRESSIVIDADE AMBIENTE RISCO

II FRACAFRACA RURALRURALSUBMERSASUBMERSA

INSIGNIFIINSIGNIFI--CANTECANTE

IIII MODERADAMODERADA URBANAURBANAMARINHAMARINHA

PEQUENOPEQUENO

IIIIII FORTEFORTE INDUSTRIALINDUSTRIALMARÉMARÉ

GRANDEGRANDE

IVIV MUITO FORTEMUITO FORTE ELEVADOELEVADO

7

12

13

8

14

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(5) Critérios para Durabilidade

Agressividade – Qualidade do Concreto

CONCRETO TIPO AGRESSIVIDADE

I II III IV

a/c CACA =< 0,65=< 0,65 =< 0,60=< 0,60

em massa CPCP

Classe CACA >= C20>= C20 >= C25>= C25

concreto CPCP

15

9

16

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(6) Critérios para Durabilidade

Agressividade – Cobrimento (+ tolerância de 10mm)

TIPO ELEMENTO AGRESSIVIDADE

I II III IV

CA LAJE 2020 2525

VIGA/PILAR 2525 3030 CobrimentosCobrimentos

CP TODOS 3030 3535 (mm)(mm)

17

10

18

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(7) Propriedades

Concreto Simples: 2.400 kg/m3

Concreto Armado: 2.500 kg/m3

Resistência à Compressãofckj �� fck (28dd)fck = fcm – 1,645.S

Resistência à Tração

fctk,inf fct,m fctk,sup0,7.fct,m 0,3.fck 2/3 1,3.fct,m

Desvio Padrão

S = [Σ(fci – fcm)2/(n -1)]1/2

19

MÓDULO DE ELASTICIDADE LONGITUDINAL

CONCRETOEC = 5600 (fck)½

ECS = 0.85 . 5600 (fck)½

AÇOEs = 210000 MPa

E = s/es/es/es/e

11

20

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(12) Resistências:

fatores de minoração

21

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais

(13) Limites: Dimensões e DeslocamentosDimensões MínimasVigas 12 cmVigas-Parede: 15 cmPilares 19 cm (19cm > b >= 12cm: varia coef. de majoração: 1,4x1,35 = 1,89!!!)

Lajes 5 cm coberturas sem balanço7 cm piso / cobertura com balanço10 cm estacionamento (<30KN)12 cm estacionamento (>30KN)16 cm lajes planas

12

22

Observação:Para casos de b menor do que 19 cm, a Norma exige que o coeficiente de majoração seja alterado de acordo com a tabela seguinte:

23


(14) Limites: Dimensões e DeslocamentosDeslocamentos (flechas)

Classificados em GruposAceitabilidade Sensorial

Laje e Viga �� L/250Efeitos Estruturais em Serviço

Lajes para coleta de águas pluviais, ...Efeitos em Elementos não Estruturais

Paredes �� L/500 ≤ 10 mmEfeitos em Elementos Estruturais

13

24

FLECHA ... concreto

instantânea

fo = β. M.L2/(E.J)

‘diferida’ ... infinita

fi = (1 + αf).fo

E...AçoMadeira

25


(15) Instabilidade e Efeito de 2ª OrdemAnálise da Estrutura

�� nós fixos�� nós móveis

ProcessosAproximados

14

26

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(17) Dimensionamento de

Elementos Lineares: Vigas e PilaresVIGAS Mdmin = 0,8 Wo.fctk,sup

Taxa mínima de armadura de flexão

ESTRIBOS VIGASAswmin = 0,2 fct,m / fywk

PILARESAsmin = 0,4% AcAsmax = 8% Ac ... cuidado na ‘emenda’

Seção fckC20 C30 taxa =

retangular 0,15 0,173 Asmin/Ac

Ac = b.h

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Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(18) Dimensionamento de Lajes

CA armadura passiva

Tipo de Armadura Taxa de Armadura (*)As negativa >= mínima

As positiva (1 direção) >= mínimaAs positiva (2 direções) 67% mínima

>= 20%As;As positiva secundária >=0,9cm2/m;

>=50%mínima

(*) considerar como mínima a As indicada para as VIGAS

15

28

ARMADURA MÍNIMAS EM LAJES

29

ARMADURA MÍNIMAS DE FLEXÃO

16

30

Comentários GeraisComentários GeraisComentários GeraisComentários Gerais(19) Elementos Especiais

• Vigas-Paredebi-apoiada: L/h<2 ; contínuas: L/h<3

• Consolos e Dentes Gerber• Sapatas• Blocos de Estacas

(20) Ações Dinâmicas

(21) Concreto Simples

(22) Interfaces do Projetoconstrução – utilização - manutenção

31

ydS fA ⋅

bd

yd

bf

fL ⋅=

4

φ

ANCORAGEM DE ARMADURANBR 6118/2003

Itens: 9.4;18.3.2.4.1;18.3.3.3.1;22.2.4.2;22.3.2.4.3;22.3.2.4.4

...

O comprimento básico de ancoragem (Lb) reto de uma barra,necessário para ancorar a força

é dado por:

17

32

min,, b

Sef

Scalc

bnecb LA

ALL ≥⋅⋅= α

bd

yd

bf

fL ⋅=

4

φ

⋅

⋅

≥

mm

L

L

b

b

100

10

3.0

min,φ

b

efS

calcS

bnec LA

ALLb ⋅≥⋅⋅= 3.0

,

,α calcSefS AA

,,33.3 ⋅⋅≤ α

33

abril.2008

Prof. Eduardo Giugliani, PUCRS

20 21 22 23 24 25 28 30 35 40 50

Tipo mm cm2 kg/m

3,4 0,090 0,072 29 28 27 26 25 25 23 22 20 18 16

4,2 0,140 0,110 35 34 33 32 31 31 28 27 24 22 19

4,6 0,170 0,132 39 38 36 35 34 33 31 30 27 24 21

5,0 0,200 0,160 42 41 40 38 37 36 34 32 29 27 23

6,0 0,280 0,230 51 49 47 46 45 44 40 39 35 32 27

6,4 0,320 0,260 54 52 51 49 48 46 43 41 37 34 29

7,0 0,385 0,300 59 57 55 54 52 51 47 45 41 37 32

eta1 8,0 0,500 0,400 67 65 63 61 60 58 54 51 46 42 371,40 84 82 79 77 75 73 67 64 58 53 46

Tipo mm cm2 kg/m

6,3 0,315 0,250 28 27 26 25 24 24 22 21 19 17 15

8,0 0,500 0,400 35 34 33 32 31 30 28 27 24 22 19

10,0 0,800 0,630 44 42 41 40 39 38 35 33 30 28 24

12,5 1,250 1,000 55 53 51 50 48 47 44 42 38 34 30

16,0 2,000 1,600 70 68 66 64 62 60 56 53 48 44 38

20,0 3,150 2,500 87 85 82 80 77 75 70 67 60 55 47

22,5 4,000 3,150 98 95 92 90 87 85 79 75 68 62 53

25,0 5,000 4,000 109 106 103 100 97 94 87 83 75 69 59

eta1 32,0 8,000 6,300 140 135 131 127 124 121 112 107 96 88 762,25 44 42 41 40 39 38 35 33 30 28 24

Lb básico comprimento de ancoragem básido = Ø / 4 x fyd / fbd ( para barras comprimidadas/tracionadas)

Ø = diâmetro da armadura

fyd = resitência de cálculo do aço = fyk/1.15

fbd = resistência de aderência de cálculo entre o concreto e a armadura = η1.η2.η3.0,15.(fck)²/³

η = coeficientes para cálculo da tensão fbd: η1=coef. de conformação do aço; η2 = 1.0; η3 = 1.0 (ver item 9.3.2.1)

≥ 10 cm

Lb nec comprimento de ancoragem necessário = α x Lb x Ascal / Asef ≥ Lb min ≥ 10 Ø

α = 1.0 ancoragem reta, sem gancho ≥ 0.33 Lb

α = 0.7 ancoragem com gancho, com cobto no plano normal ao gancho ≥ 3Ø

α = 0.5 ancoragem com gancho e barra transversal (ver itens 9.4.2.2 e 9.4.2.5)

As cal = armadura calculada

As ef = armadura efetiva Obs: Para barras comprimidas (caso de pilares) não poderá ser

Lb min comprimento de ancoragem mínimo utilizado gancho, somente ancoragem reta.

Lb em Ø

COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DE ACORDO COM A NBR 6118/2003Lb básico

fck (Mpa)

Lb em Ø

CA

60

Lb em cm

Lb em cm

CA

50

Aço Ø Area Peso

18

34

35

ABERTURAS EM ELEMENTOS DE CONCRETO

Não devem apresentar diâmetro superior a 1/3 da largura da viga;A distância mínima do furo à face da viga deve ser de 5 cm

ou duas vezes o cobrimento da armadura especificado;No caso de vários furos, estes devem estar espaçados de, no mínimo,

5 cm ou o valor do diâmetro do furo, devendo manter pelo menosum estribo nesta região.

19

36

1.Vigas

Dispensa de reforço de armadura, caso sejam observadas asseguintes condições:

- Furos posicionados na zona de tração do elemento e a umadistância mínima do apoio equivalente à duas vezes a alturada viga (2h);

- Dimensões máximas do furo de 12 cm ou h/3;

-Distância entre os furos, em mesmo vão, de no mínimo 2h.

37

2. Lajes

Dispensa de reforço de armadura, sendo as lajes armadasem duas direções, e observadas as seguintes condições:- As dimensões da abertura devem corresponder a, no máximo, 1/10 do

vão menor da laje – ver Figura 2;-A distância mínima entre o bordo da laje e a face da abertura deve ser, nomínimo, de ¼ do vão na direção considerada – ver Figura 2;-A distância entre as faces de aberturas adjacentes deve ser maior que ½do menor vão da laje.

20

38

CanalizaçõesPara o caso de canalizações embutidas (NBR 6118/2003, item13.2.6), posicionadas ao longo do eixo longitudinal do elementode superfície, para o caso de Lajes, ou no interior de umelemento linear, para o caso de Vigas e Pilares, fica proibida suaocorrência nos seguintes casos:

- Canalizações sem isolamento quando destinadas à passagem de

fluidos com variação de temperatura superior à 15ºC em relação aoambiente, desde que não isoladas ou verificadas para esta finalidade;

- Canalizações destinadas a suportar pressões internas superiores a0,3 MPa;

- Canalizações embutidas em pilares de concreto, tanto imersas nomaterial ou em espaços vazios internos do elemento, sem a existênciade aberturas para drenagem.

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ABERTURAS EM VIGAS

Preferencialmente, quando possível, deve-se projetar aberturas em vigas permitindo a permanência das bielas de compressão devido à existência das forças cortantes, conforme ilustra a figura.Caso o comprimento seja maior que 60 cm recomenda-se considerar no dimensionamento.

21

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MODELO TIPICODEABORDOGEMPARA ODIMENSIONAMENTO DEABERTURAS EM VIGAS

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ABERTURAS EM VIGASDETALHE TÍPICO DE REFORÇO

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Eduardo [email protected]

Felipe Brasil [email protected]

atualizaÇÃo em sistemas estruturais · • sapatas • blocos de estacas ... as ef = armadura...

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