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www.ofitexto.com.brParte 1 | 2 Projeto dos elementos e das estruturas de concreto pré-moldado

fundamentos e aplicações

concretopré-moldado

Mounir Kalil El Debs

Fig 2.1 Maquete eletrônica do Panamerica Park

Fonte: Prelorentzou (2004).





CONSTRUÇÃOCONCEPÇÃO

CONSTRUÇÃOCONCEPÇÃO

EXECUÇÃO DA OBRA

EXECUÇÃO DA OBRA

RESPONSABILIDADE PÓS-OBRA

DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

ANÁLISE ESTRATÉGICA

DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO E VIABILIDADE ECONÔMICA

FASE DA DEFINIÇÃO DE: FASE DA GARANTIA DE:

FASE DA DEFINIÇÃO DE: FASE DA GARANTIA DE:

- Custos

- Qualidade

a) Alternativa em CML

b) Alternativa em CPM

- Desempenho

- Durabilidade

RESPONSABILIDADE PÓS-OBRA

DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

ANÁLISE ESTRATÉGICA

DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO E VIABILIDADE ECONÔMICA

- Custos- Qualidade

- Desempenho

- Durabilidade

- Custos- Qualidade

- Desempenho- Durabilidade

- Custos- Qualidade

- Desempenho- Durabilidade

Fig 2.2 Comparação entre as etapas de concepção e

construção do Panamerica Park

Fonte: adaptado de Prelorentzou (2004).





Fig. 2.3 Fases inicial e final da execução da estrutura do Panamerica ParkFonte: Prelorentzou (2004).





Fig. 2.4 Exemplos de elementos com previsão de passagem de instalações





Viga-calha

Seção transversal da viga

Saída

Pilar

Condutor de águas pluviais

Seção transversal do pilar

Fig. 2.5 Utilização de pilar vazado no sistema de escoamento de águas pluviais





Painel TTPainel alveolar

a) Aplicação em lajes

b) Aplicação em parede

Fig. 2.6 Exemplos de elementos com mais de uma finalidade





a) Malha modular b) Malha de projeto

M - Módulo

M

M

M

M

M M M nxM n

xM n

xM

n1M

j

j

c) Dimensão do elemento

n yM

� = nyM - j

n yM

n yM

Fig. 2.7 Aplicação da coordenação modular





CRUZAMENTO CANTO

Elementostipo

Elementos tipo

Elemento especial

Alternativa 1

CRUZAMENTO

Alternativa 2

Elemento tipoElementos tipo

Elementos especiais

CANTO

Alternativa 1 Alternativa 2

Elementos especiais

Elementos especiais

Fig. 2.8 Possibilidades de arranjo nos cantos e nas interseções quando se utiliza a coordenação modular





Fig. 2.9 Malhas de projeto





Painel alveolar

Consolo metálico

Concreto moldadono local

Recorte para encaixe do consolo

Elemento de apoio

b

Fig. 2.10 Exemplo de elemento misto em pavimento slim-floor: a) vistas da estrutura e b) esquema do pavimento





h 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

kinf

+ ksup

hκ =

Fig. 2.11 Rendimento mecânico de seções transversais representativas Fonte: adaptado de Koncz (1966).





Variação de altura em seção retangular

Elementos sem abertura entre os banzos

Variação de altura em seção I

Viga Vierendeel comaltura constante

Variação de largura em seção I

Elementos com abertura entre os banzos

Variação de largura em seção T

Viga Vierendeel com altura variável

Treliça com altura variável Viga armada com altura variável

Fig. 2.12 Forma dos elementos ao longo do seu comprimento





Fig. 2.13 Exemplo de vigas com abertura entre banzos de UHPC: a) componentes e b) treliça montada para ensaiosFonte: a) adaptado de Tue (2009) e b) Tue (2009).





d) Tela eletrossoldada dobradaa) Perfil metálico b) Treliça eletrossoldada c) Treliça eletrossoldada entre duas camadas

Concreto Concreto

ConcretoCamadas de concreto

Fig. 2.14 Exemplos de aplicação de armadura externa rígida em elementos pré ‑moldados





ℓ

a) Momento de torção adicional no apoio

b) Excentricidade horizontal no meio do vão

c) Força horizontal no apoio

ℓ

ℓ

Td

Td

Hd

Hd

Vd

Vd

Hd

≥ 0,2Vd

≥ 30kN

Vd

Tad

Tad

≥ Vd 300

ℓ

e ≥500ℓ

Fig. 2.15 Solicitações adicionais devido a incertezas na transmissão de forças





Etapa preliminar

Etapa posterior

diagrama de momentos fletores

Parcela das cargas

Parcela das cargas

Esquema estático inicial

Esquema estático final

Diagrama de momentos fletores

Momentos fletores da etapa preliminar

Momentos fletores da etapa posterior

gpre

+ gloc

gpre

+ gloc

gpos

+ q

Fig. 2.16 Exemplo de mudança de esquema estático durante a construção





Fig 2.17 Esquemas de estrutura e de transferência de forças de situação típica de CPM

Forças horizontais Hy

Forças verticais Vz

Forças horizontais Hx

b) Esquema de transferências das forçasa) Esquema da estrutura

Vz

Hx

Hy





Apoio sobre vigas ou paredes

Apoio sobre vigas ou paredes

Elemento disposto em uma direção

Apoio sobre pilares

Elemento disposto em duas direções

Fig 2.18 Formas de dividir as lajes em elementos pré ‑moldados





Segmentos

Viga ou pilar

Laje, parede ou cascaSegmentos

Fig. 2.19 Subdivisão de elementos estruturais em segmentos pré ‑moldados





Fig. 2.20 Sistemas de estabilização de estrutura de esqueleto de edifícios

SISTEMA ESTRUTURAL COMPORTAMENTO EM RELAÇÃO ÀSAÇÕES QUE PRODUZEM TOMBAMENTO

a) Pilares engastados e ligações articuladas

b) Pilares e vigas formando pórticos com ligações rígidas

c) Pilares e vigas formando pórticos com elementos compostos de trecho reto

d) Com paredes de contraventamento ou núcleos

SISTEMA ESTRUTURAL COMPORTAMENTO EM RELAÇÃO ÀSAÇÕES QUE PRODUZEM TOMBAMENTO

a) Pilares engastados e ligações articuladas

b) Pilares e vigas formando pórticos com ligações rígidas

c) Pilares e vigas formando pórticos com elementos compostos de trecho reto

d) Com paredes de contraventamento ou núcleos





Parede de painéis pré-moldados

Ação

late

ral

Tensões entre os painéis

Fig. 2.21 Transferência de tensões em paredes compostas de elementos pré ‑moldados devido à ação lateral





AÇÃO LATERAL

AÇÃO LATERAL

Laje comportando-se como diafragma

Núcleo de contraventamento

Transferência dos esforços no plano da laje para o núcleo de contraventamento

Fig. 2.22 Comportamento do pavimento como diafragma





Variação equivalente da temperatura anual (°C),incluído o efeito da retração

Espa

çam

ento

das

junt

as (

m)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

30

60

90

120

150

180

Fig. 2.23 Recomendação para espaçamento máximo de juntas de dilataçãoFonte: adaptado de fib (2008).





ev

eh

Vão

Vão

zR

c

Rt

V

H

T

a) Laje simplesmente apoiada b) Com transferências de binário da laje paraviga (depois de efetivada a ligação)

Fig. 2.24 Alternativas de ligação da laje com viga de bordaFonte: adaptado de fib (2008).





Preenchimento do alvéolo com

a) Com painéis alveolares b) Com painéis TT

concreto moldado no local

Elemento de apoio

Barrarosqueada

Recorte no painelalveolar

Almofada

de apoio

Escora

Capa de

concreto

Almofadade apoio

Inserto metálico

com rosca interna

Furo para passagemdo chumbador

Inserto metálico

com rosca interna

Fechamento

do alvéolo

Painel TT

Fig. 2.25 Exemplos de ligação de laje com viga de borda com restrição de rotaçãoFonte: adaptado de fib (2008).





a) Armazenamento

b) Içamento

c) Transporte

0,8 m

45°(min)

0,8 m

0,8 m 0,8 m

0,8 m 0,8 mFig. 2.26 Exemplo de especificações de apoio e suspensão para situações transitórias





Espaço menor que o previsto

Montagem prejudicada Apoio

inadequado

Espaço maior que o previsto

a) Viga maior que o espaço reservado b) Apoio inadequado da viga

Fig. 2.27 Problemas que podem ocorrer na colocação de uma viga sobre dois pilares





b/2 b/2

aap,mín

tpil

tpil

tvig

/2tvig

/2

Δℓ+/2 Δℓ-/2

ℓvig,máx

ℓvig,nom

ℓvig,mín

ℓc

ℓm

ℓm

emin

tc

tc

Fig. 2.28 Variações de posição de viga apoiada sobre pilar em consolo





Proteção da armadura

Qualidade do concreto

Cobr

imen

to

Fig. 2.29 Influência do cobrimento e da qualidade do concreto na proteção da armadura





)2

ϕ

G

χℓ χℓℓ( χ)

G yiça

2tgθ

( ℓ χ2

=g

M–

Momento longitudinal

ℓ2

8=

g M+ 1-4 +

4yiça

tgθℓχ

IÇAMENTOMomento transversal (junto aos pontos de içamento)

yiça

ϕG/4F

Ft

CG

4=

GM

ty

içatgϕ

içay

ysup

θ

CG

yinf

2 sen=

GF θ

2 tg=

GH θ

χℓχℓ ℓ ( 1-2 χ)

M+

ARMAZENAMENTO

8=

g M+ 1-4χ

(χℓ)2

2=

g M–

ROTAÇÃO

ℓα

ℓ

ℓβ

ℓ2

g

α 1 2α- 1ℓg Por dois pontos

Por três pontos - situação particular

1 2α- 12

2

2ℓ2

g

( β ℓ )2

g

M+=

M+=

M– =

M– =

0,034 gℓ2

ℓ20,011 g

0,26 gℓ

0,74 g ℓ

0,5ℓ0,35ℓ0,15ℓ

1-2

ℓ2M–

M+M–

M+M–

Fig. 2.30 Momentos fletores em elementos lineares devido ao manuseio





g = peso próprio por unidade de área

Seção resistente para Mb

Seção resis

tente para M a

b

0,207b

0,586b

Momentos

0,207b

máximosSeções

resistentes

Direçãoa

Direçãob

a/2

a) Içamento por quatro pontos

b) Içamento por oito pontos

b

0,104b

0,104b0,292b

0,292b

0,208b

0,207a

a 0,207a

0,586a

Seção resis

tente para M a


0,207a

a 0,207a

0,586a

15h≤

b/2

= =

0,0107ga2b

ab20,0107g

M–a

M+a

M–b

M+b

M+a M–

a

= =M+b M–

b

Momentos máximos

Seçõesresistentes

Direçãoa

Direçãob

a/2

15h

b/40,0054g

0,0027g

h

h

M–a

M+a

M+b

M–b

= =M+a M–

a

a2b

ab2= =M+

b M–b

≤

g = peso próprio por unidade de área


Seção resis

tente para M a

b

0,207b

0,586b

Momentos

0,207b

máximosSeções

resistentes

Direçãoa

Direçãob

a/2

a) Içamento por quatro pontos

b) Içamento por oito pontos

b

0,104b

0,104b0,292b

0,292b

0,208b

0,207a

a 0,207a

0,586a

Seção resis

tente para M a


0,207a

a 0,207a

0,586a

15h≤

b/2

= =

0,0107ga2b

ab20,0107g

M–a

M+a

M–b

M+b

M+a M–

a

= =M+b M–

b

Momentos máximos

Seçõesresistentes

Direçãoa

Direçãob

a/2

15h

b/40,0054g

0,0027g

h

h

M–a

M+a

M+b

M–b

= =M+a M–

a

a2b

ab2= =M+

b M–b

≤

Fig. 2.31 Momentos fletores em painéis devido ao içamentoFonte: adaptado de PCI (1992).





Eixo de giro

SEÇÃO CENTRAL

Posiçãoinicial

Posiçãofinal

Fig. 2.32 Deformação de viga esbelta durante o içamento





e

G

Ge

Fig. 2.33 Exemplo de perda de equilíbrio de corpo rígido





F FF F

Fig. 2.34 Algumas formas das alças de içamento





≥ 100 mmr ≥ 2 ϕ ≥ raio do ganchor

Seção transversal do gancho

Ø

Raio do gancho

a) Indicações para detalhamento

Possível ruptura Possível ruptura

b) Ruptura localizada devida a dobramentos nas proximidades da superfície

Fig. 2.35 Detalhamento das alças de içamento e possíveis formas de ruptura localizada





Situação definitiva

Montagem

Painéis a colocar

Painéis colocados

Torção na viga

Flexão no pilar

Fig. 2.36 Efeito de cargas não simétricas durante a montagem de painéis de laje





MontagemSituação definitiva

Painéis colocados

Painéis a colocarPainéis

colocados

Fig. 2.37 Efeito de carregamento não simétrico em pilares





1ª ordem

1ª ordem

2ª ordem

2ª ordem

a) Posição inicial da estrutura b) Posição da estrutura deformada c) Momentos fletores nos pilares

Fig. 2.38 Efeitos de segunda ordem





Fh3

Fh2

Fh1

Fv3

Fv2

Fv1 (EI)

eq

h3

h2

h1

a1

a2

a3

(EI)eq

Fh3

Fh3

Fh2

Fh2

Fh1

Fh1

Fv3

Fv3

Fv2 F

v2

Fv1

Fv1

a) Estrutura c) Forças e deslocamentos na barra equivalenteb) Barra com (EI)eq

Fig. 2.39 Cálculo dos efeitos de segunda ordem





___ __

_ +

M

(EI)eq

(EI)eq

EI = ∞

θ

(Kf)eq

Kfp

Kfp

Fig. 2.40 Consideração da deformação da fundação





Fhd

Fvd

___ __

_

+

Parcela Fe

Parcela Ff

(EI)eq

(EI)eq

Fvd

Fhd

Kf = ∞

EI = ∞

Fvd

Fhd

h

Σ

Σ

Fig. 2.41 Nomenclatura e características do procedimento apresentado em Hogeslag (1990)

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