prÉ-dimensionamento de elementos estruturais para...
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ESTRUTURA
COLUNA
VIGA
LAGE
ARCO TIRANTE
PAREDE NÃO ESTRUTURAL ►
DEVEM ESTAR
DEVIDAMENTE
CONECTADOS …
… TRANSMITIR CARGAS
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ESTRUTURA REQUISITOS NECESSÁRIOS
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EQUILÍBRIO E ESTABILIDADE
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RESISTÊNCIA E RIGIDEZ
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TIPOS DE
SISTEMAS ESTRUTURAIS
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VIGA-COLUNA (QUADRO)
EXECUÇÃO SIMPLES
BAIXO CUSTO DE CONSTRUÇÃO
VOLUME RELATIVAMENTE PEQUENO
LIBERDADE NO PLANEJAMENTO INTERNO E EXTERNO
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AÇO
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CONCRETO
ARMADO
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MADEIRA
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PAREDES ESTRUTURAIS
CONSTRUÇÃO MAIS SIMPLES E CONSIDERAVELMENTE DE
MENOR CUSTO QUE O SISTEMA DE VIGA-COLUNA, MAS
NÃO PERMITE TANTA LIBERDADE NO PLANEJAMENTO
INTERNO E EXTERNO
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ALVENARIA
ESTRUTURAL
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CONCRETO
ARMADO
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MADEIRA
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ESTRUTURAL
INSTALAÇÕES
OUTROS
PROJETO DE ARQUITETURA
EDIFÍCIOS DE ANDARES MÚLTIPLOS
DEVE SER
DESENVOLVIDO
INTEGRADO AOS
PROJETOS:
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RESIDENCIAIS
COND. PYEMONTESE – Goiânia Prof. e Arq. Aroldo Márcio Ferreira
EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS
Goiânia, GO
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COMERCIAIS
PAVIMENTOS – TIPO (PAVIMENTOS SUPERIORES)
NORMALMENTE CONSTITUÍDOS:
GARAGEM (SUBSOLO)
RECEPÇÃO, ACESSO AOS
ELEVADORES E ESCADAS (TÉRREO)
EDIFÍCIO QUADRA HUNGRIA - SP Arq. Miguel Juliano
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USO MISTO (Ex.: Comercial e Residencial)
RESIDENCIAL (PAVIMENTOS
SUPERIORES)
COMERCIAL (PRIMEIROS
PAVIMENTOS)
TRUMP TOWER – New York Arq. Swanke, Hayden, Connell and Partners
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GARAGENS LOCALIZADAS NO SUBSOLO
POSIÇÃO DOS PILARES?
DEVE SER COMPATÍVEL COM ÁREAS DE
MANOBRAS E ESTACIONAMENTO
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INCOMPATIBILIDADE DO
POSICIONAMENTO DOS PILARES
PAVIMENTOS – SUBSOLO
SOLUÇÃO ?
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ESTRUTURA DE TRANSIÇÃO ?
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COND. PYEMONTESE – Goiânia
PROF. E ARQ. AROLDO MÁRCIO FERREIRA
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EDIFÍCIO QUADRA HUNGRIA – São Paulo
ARQ. MIGUEL JULIANO
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EDIFÍCIO ATRIUM VI – São Paulo
AFLALO & GASPERINI
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BRUNSWICK BUILDING – Chicago SKIDMORE, OWINGS & MERRILL
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ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO DE TERRA
NOS SUBSOLOS
MUROS DE ARRIMO CONVENCIONAIS
CORTINAS DE ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS
OU
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NA CONCEPÇÃO ARQUITETÔNICA CONSIDERAR O COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DOS ELEMENTOS
LAJES, VIGAS E PILARES
E O FLUXO DE AÇÕES
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ASPECTOS BÁSICOS
NA CONCEPÇÃO
ESTRUTURAL, ALÉM
DA ESTÉTICA
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UNIFORMIZAÇÃO DA ESTRUTURA
FORMAS MAIS SIMPLES E MAIOR REAPROVEITAMENTO DAS FÔRMAS
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COMPATIBILIDADE ENTRE VÃOS E MATERIAIS
VÃO ECONÔMICO PARA ESTRUTURAS PROTENDIDAS É MAIOR DO QUE
O DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO MOLDADO “IN LOCO”
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CAMINHO DAS CARGAS COM UNIFORMIDADE
APOIOS INDIRETOS E TRANSIÇÕES
DEVEM SER EVITADAS AO MÁXIMO
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IDEALIZAR UM SISTEMA ADEQUADO PARA
RESISTIR ÀS AÇÕES HORIZONTAIS
VENTO
DESAPRUMO
EFEITOS SÍSMICOS
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COMPORTAMENTO
DOS ELEMENTOS
ESTRUTURAIS
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PISOS DOS COMPARTIMENTOS PARA TRANSFERIR A CARGA
DOS MESMOS PARA AS VIGAS DE APOIO
LAJES
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VIGAS
TRANSFERIR AS REAÇÕES DAS LAJES E O PESO DAS
ALVENARIAS PARA OS PILARES
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PIL
AR
UTILIZADO PARA TRANSFERIR AS CARGAS DAS VIGAS PARA
AS FUNDAÇÕES
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DECISÕES
IMPORTANTES
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CONTINUIDADE DA ESTRUTURA EM CERCA DE
30 m (JUNTAS DE DILATAÇÃO)
LIMITAR
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SEÇÕES TRANSVERSAIS DOS PILARES
(ESTABILIDADE DA EDIFICAÇÃO)
ORIENTAR
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LAJES, VIGAS E PILARES
PORTANTO, PROJETAR
“ARQUITETÔNICAMENTE” UMA
ESTRUTURA DE CONCRETO
ARMADO MOLDADO “in loco”, É...
POSICIONAR E PRÉ-DIMENSIONAR
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RECOMENDAÇÕES
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PILARES NOS CANTOS DAS EDIFICAÇÕES E NOS
ENCONTROS DAS VIGAS
DISTÂNCIA ENTRE PILARES
4 m a 6 m
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POSICIONAMENTO DOS PILARES EM REGIÕES DE
POUCO DESTAQUE (CANTOS DOS ARMÁRIOS EMBUTIDOS, ATRÁS DAS PORTAS, ETC.)
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ATENÇÃO NAS POSIÇÕES DOS PILARES NO
PAVIMENTO TIPO, DO TÉRREO E NAS GARAGENS
NO SUBSOLO (ENTENDIMENTO ENTRE OS RESPONSÁVEIS PELOS PROJETOS DE ARQUITETURA E ESTRUTURAL)
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POSICIONAR AS VIGAS DE TAL FORMA QUE AS
MESMAS FORMEM PÓRTICOS COM OS PILARES (PRINCIPALMENTE NA DIREÇÃO DA MENOR DIMENSÃO EM PLANTA DO EDIFÍCIO)
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LANÇAR VIGAS ONDE EXISTAM PAREDES (EVENTUALMENTE UMA PAREDE PODERÁ APOIAR-SE DIRETAMENTE NA LAJE)
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(a) LAJES ARMADAS (UMA DIREÇÃO)
2 a 5 m (MENOR VÃO)
(b) LAJES ARMADAS (DUAS DIREÇÕES)
3 a 6 m (MAIOR VÃO)
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LAJES PROTENDIDAS VIÁVEL PARA GRANDES VÃOS
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EVITAR LAJES DE VÃOS
MUITO PEQUENOS (GRANDE QUANTIDADE DE VIGAS E
ELEVADO O CUSTO COM AS FÔRMAS)
EVITAR LAJES COM VÃOS
MUITO GRANDES (ESPESSURAS ELEVADAS E GRANDE
QUANTIDADE DE ARMADURAS)
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VERIFICAR NECESSIDADE DE REBAIXAMENTO
ENTRE OS PAINÉIS DE LAJES
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EXEMPLO
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PLANTA DAS PAREDES
A
B
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A FORMA DA ESTRUTURA É DETERMINADA PELOS
MESMOS FATORES QUE INFLUENCIAM O PROJETO
DE TODAS AS ESTRUTURAS
RESISTÊNCIA DO MATERIAL
RIGIDEZ DO ELEMENTO ESTRUTURAL
ESTRUTURA COMPOSTA POR BARRAS E DIAFRAGMAS
RESISTIR AS CARGAS GRAVITACIONAIS E DE VENTO
DEVEM SER ECONOMICAMENTE VIÁVEL
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LAJES MACIÇAS
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LAJE TRADICIONAL
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PRÉ-DIMENSIONAMENTO
Onde:
Lx ... menor vão
Lx ≤ 4,0 m → h = 8 cm
1º CRITÉRIO
4,0 < Lx ≤ 6,0 m → h = 10 cm
Lx > 6,0 m → h = 12 cm
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Onde: Ψ2 e Ψ3 … Dependem da vinculação e do tipo de aço
3º CRITÉRIO
d? ... PARA LAJES DE BORDOS LIVRES
3 BORDOS LIVRES
d = Lx /12,5
L
(Ψ2 Ψ3) d =
Outros tipos de bordos livres consultar livro: estrutura e arquitetura
Concreto armado e Alvenaria estrutural – Silva, 2014
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LAJE MACIÇA DE FINA ESPESSURA AUMENTAR A RIGIDEZ
PREVER RIGIDEZ ADICIONAL:
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LAJES NERVURADAS
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ALTA EFICIÊNCIA ESTRUTURAL OBTENÇÃO DE VÃOS RELATIVAMENTE
LONGOS COM BAIXO VOLUME DE CONCRETO
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LAJE NERVURADA – Dimensões mínimas (NBR 6118/2003)
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EXECUÇÃO DAS
NERVURAS
UTILIZANDO
CUBAS
PLÁSTICAS
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EXECUÇÃO DAS NERVURAS UTILIZANDO FÔRMAS REUTILIZÁVEIS
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LAJES LISAS
E
COGUMELO
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LAJE LISA LAJE COGUMELO
CONSTRUÇÕES DE MÉDIO E GRANDE PORTE
CUSTOS MENOR E MAIOR RAPIDEZ
MAIORES DEFORMAÇÕES VERTICAIS (FLECHAS)
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ESCADAS
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SÃO PROJETADAS COMO LAJES DE CONCRETO ARMADO
ALTURAS SÃO IGUAIS A ESPESSURA ABAIXO DOS DEGRAUS
(VÃO DA ESCADA) / (ALTURA DA LAJE) LAJES ARMADAS EM UMA DIREÇÃO
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VIGAS
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NORMALMENTE DE SEÇÃO TRANSVERSAL RETANGULAR OU
COMBINADA COM A LAJE QUE ELA SUPORTA FORMANDO SEÇÕES
TRANSVERSAIS EM “T” OU “L”
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NORMALMENTE O VÃO (L) DE UMA VIGA DE
CONCRETO ARMADO VARIA DE 4,5 A 10 m
ALTURA (h) DAS VIGAS DEPENDE:
VÃO E QUANTIDADE DE CARGA
DEFORMAÇÃO (FLECHA)
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h (ALTURA) = L/12 A L/8 PARA VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS
h (ALTURA) = L/16 A L/10 PARA VIGAS CONTÍNUAS
b (LARGURA SEÇÃO RETANGULAR) = h /3 A h /2
ADOTAR ALTURA MÍNIMA DE 30 cm E LARGURA MÍNIMA DE 12 cm
OS VÃOS PODEM CHEGAR ATÉ 20 m, MAS A ALTURA DA VIGA TERÁ POR VOLTA DE 1,5 m,
PODENDO CHEGAR A VALORES MAIORES DEPENDENDO DO CARREGAMENTO
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VIERENDEEL
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PILARES
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PRÉ-DIMENSIONAMENTO ÁREAS DE INFLUÊNCIA
DIMENSÃO MÍNIMA DE PILARES (NBR-6118 ) = 19 cm, ENTRETANTO:
12 cm x 20 cm (COM MAJORAÇÃO ADICIONAL DO CARREGAMENTO)
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QUANDO A MAIOR DIMENSÃO DA SEÇÃO TRANSVERSAL
EXCEDER CINCO VEZES A MENOR DIMENSÃO (h > 5b)
PILAR DEVE SER TRATADO COMO PILAR-PAREDE (NBR 6118/2003, ITEM 18.5)
CLASSIFICAÇÃO DOS PILARES (SOLICITAÇÕES)
INTERNO - COMPRESSÃO SIMPLES
(EXCENTRICIDADES INICIAIS PODEM
SER DESPREZADAS)
BORDA - FLEXÃO COMPOSTA NORMAL
EXCENTRICIDADE INICIAL NA
DIREÇÃO A UMA DAS BORDAS
CANTO - FLEXÃO OBLÍQUA
EXCENTRICIDADES INICIAIS NAS
DIREÇÕES DAS BORDAS.
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ESBELTEZ DO PILAR?
COEFICIENTE OU PARAMETRO DE ESBELTEZ (λ)
Onde:
le ... comprimento do pilar NBR 6118: le = l (distância entre eixos de vigas) e le = 2l (engastado na base e livre no topo)
i ... raio de giração mínimo da seção bruta
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MAIORIA DAS SEÇÕES:
Retangular ou quadrada Circular
Onde:
b ... menor dimensão
Onde:
... diâmetro
CLASSIFICAÇÃO DOS PILARES (ESBELTEZ)
λ ≤ 35 – robustos ou pouco esbeltos
35 < λ ≤ 90 – esbeltez média
90 < λ ≤ 140 – esbeltos ou muito esbeltos
140 < λ ≤ 200 – excessivamente esbeltos
NBR 6118/2003 não admite pilares com λ > 200
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PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PILARES - exemplo EDIFÍCIO DE 5 PAVIMENTOS (Térreo + 4 tipos + cobertura)
ÁREA DE INFLUÊNCIA de P5: [(4 + 2,8) / 2] x [(3,2 + 5,0) / 2] = 13,94 m2
Altura média dos pilares = 3,1 m (Distância entre eixo de vigas)
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CARGA NO NÍVEL DA FUNDAÇÃO SERÁ IGUAL A SOMA DAS
CARGAS EM 5 PAVIMENTOS = 5 x 10 = 50 kN/m2
NTOTAL = 1,05 (13,94 x 50) = 731,85 kN
Adotando fck = 25 Mpa (2,5 kN/cm2)
A TENSÃO NORMAL DE REFERÊNCIA: ref = 2,5/β
β = 1,4 p/ pilares internos (Compressão simples)
β = 1,5 p/ pilares nas bordas (Flexão composta normal)
β = 1,6 p/ pilares nos cantos (Flexão obríqua)
Para pilar interno P5: ref = 2,5/1,4 = 1,79
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A ÁREA NECESSÁRIA DO PILAR SERÁ ESTIMADA:
AC = 731,85 / 1,79 = 408,85 cm2
Pilar seção quadrada: 21 x 21 (AC = 441 cm2)
Pilar seção retangular: 20 x 21 (AC = 420 cm2)
Pilar seção circular: 23 (AC = 415 cm2)
ESBELTEZ DO PILAR?
hpilar = 3,1 m (entre eixos das vigas) = le
λ = 3,46le/b = 3,46 x 310/20 = 54 (35 < λ ≤ 90) … OK
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DIMENSÕES MÍNIMAS (NBR 6118/2003-2013) EM FUNÇÃO DA UTILIZAÇÃO
LAJES MACIÇAS DE EDIFÍCIOS
- 7 cm COBERTURA (NÃO EM BALANÇO)
- 8 cm PISO (NÃO EM BALANÇO)
- 10 cm PISO OU COBERTURA EM BALANÇO
- 12 cm SUPORTE DE VEÍCULOS
- 16 cm LISAS
- 14 cm COGUMELO
- 15 cm PROTENDIDAS APOIADAS EM VIGAS
LAJES NERVURADAS
- 12 cm COBERTURA (NÃO EM BALANÇO)
- 15 cm PISO OU DE COBERTURA EM BALANÇO
- 15 cm SUPORTE DE VEÍCULOS
- ESPESSURA DAS NERVURAS NÃO DEVE SER INFERIOR A 5 cm
VIGAS
LARGURA 12 cm (VIGAS-PAREDE 15 cm)
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