Pré dimensionamento estrutural

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Pré dimensionamento estrutural

  1. 1. ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADORÉ DIMENSIONAMENTO
  2. 2. ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO.PRÉ DIMENSIONAMENTOAs informações aqui contidas têm por objetivo auxiliar os alunos no início do curso dearquitetura, a desenhar elementos estruturais de forma razoavelmente precisa, desde que osistema estrutural idealizado seja coerente com os critérios que determinam sua organização, eacima de tudo se integre ao projeto de arquitetura.Trata-se de elementos informativos desprovidos de caráter científico, destinados a permitir quetais elementos tenham dimensões proporcionais, aproximando-se por estimativa daquilo que édeterminado pelo Cálculo Estrutural.Revisado em agosto de 2007 Arq° Renato Carrieri Arq° João Carlos Graziosi Eng Célia Regina Moretti MeirellesDireitos Autorais reservados. Proibida a reprodução do todo ou parte sem prévia autorização, abrindo-seexceção todavia para fins didáticos.
  3. 3. PRÉ-DIMENSIONAMENTO PARA CONCRETO ARMADOPilares de concretoA menor dimensão não deverá ser inferior a 19 cm e nem inferior a 1 / 25 de sua h livre.Área mínima da seção ≥ 400 cm²A forma da secção é quase sempre dada por exigências arquitetônicas, mas basicamente restringe-se à:Secção RetangularMenor secção = 19 cm, podendo ser reduzidapara 12 cm, se a outra dimensão não for maiordo que 60 cm.Secção LaminarLargura não inferior à 12 cm.Comprimento superior a 60 cm.CantoneiraLargura não inferior a 12 cmComprimento não superiora 15 vezes uma largura (para as 2 hastes)Secção CircularMenor secção nuncainferior a 25 cm.
  4. 4. Vigasvigas biapoiadas sem balanços: Concreto h = 8% vão para vigas com cargas distribuídas l h = 10% vão para pequenas cargas concentradas Aco h Viga principal de 5 a 6 % Secundaria 4 %vigas biapoiadas com balanços: Madeira Viga principal 6% do vao Secundaria 4 % l l´ h l´ l l´ hbalanço: h = 16% l´ para cargas pequenas 20% l´ para cargas médias 24% l´ para cargas grandes
  5. 5. vigas contínuas sem balanços / com vãos não discrepantes: l1 l2 hh= protendido 6% maior vão para cargas distribuídas Armado 8% maior vão para pequenas cargas concentradas 10% maior vão para grandes cargas concentradasPara vãos discrepantes: pré-dimensionar o vão maior e adotar a mesma altura para toda a viga.vigas contínuas com balanços: l1 l2 l΄ hVerificar h pelo vão conforme item anterior.Verificar h do balanço e adotar o maior valor.Por razões de ordem construtiva convém dimensionar as vigas com largura nunca inferior a 12 cm.Viga parede: vigas altas onde h ≥ 1 / 3 do vão; podem ser biapoiadas ou contínuas.
  6. 6. viga Vierendeel:Obs.: são mais deformáveis do que as treliças...h = 12% vão para pequenas cargash = 14% vão para cargas médiash = 16% vão para grandes cargasl=h/2 h=e=H/4 L´ ≤ H´A Forma das aberturas pode ser também hexagonal ou circular
  7. 7. Lajes maciçalajes armadas em cruz: Ainda deverão ser respeitadas as espessuras mínimas recomendadas pela Norma: Quando: ly ≤2 • Para lajes de cobertura não em balanço  5 cm lx • Para lajes de piso ou de cobertura em balanço  7 cm • Para lajes destinadas a passagem de veículos  12 cm d = 2,5 % lx + ly • Para lajes com protensão  15 cm 2lajes armadas em uma só direção: Quando: ly > 2 lx d = 2,5 % lxlajes em balanço: d = balanço = 4% l
  8. 8. lajes nervuradas:● O espaçamento entre eixos (b) de nervuras considerado econômico é o de 1.10 m,● A espessura da mesa (d ) deve ser ≥ a 1 / 15 da distância entre nervuras, e não inferior a 4cm. Aconselhável: 0,08 ≤ d ≤ 0.12● A largura das nervuras (bw) não deve ser inferior a 8 cm. Recomenda-se bw = ¼ h Ainda: 0.12 ≤ bw ≤ ¼ h Para nervuras com espaçamento em torno: 1.10m  h = 4% vão 0.50m  h = 3% vãoImportante: prever nervuras transversais de travamento com h = h da nervura principal, a cada 4.50m.Portanto Ideal de 3,0 % a 4 %
  9. 9. grelha: bw = h/5 bw ≥ 8cm d = e / 30 d ≥ 4 cmL : vão maiorl : vão menorvp : viga principale : espaçamento entre nervurasbw : espessura das nervurasd : espessura da capaViga Principal : h = 12% vãoNervuras : h = 4% ( L + l )/ 2 e = 1.5 a 2 hSe for laje em grelha e < 1,10 mSe for nervuras e pode variar de 1,10 a 3 metrosAlterando radicalmente o calculo estrutural pois é viga apoiada em viga
  10. 10. Cúpulas: e = l / 450 (mínimo de 0.08 m)f f = l / 7,5 (mínimo) e = espessura f = flecha Abóbadas: l = vão E = 2,4 e * e = l / 300 ( mínimo de 0.08 m) f = l / 10 *As cascas podem (e devem ) ter n a base uma espessura maior para anular o efeito de “perturbação de borda.”
  11. 11. PRÉ DIMENSIONAMENTO PARA AÇOperfis “I”:h = 5%LTreliças retah = 6% a 10% LDiagonais formando ângulos entre 30º e 60º.
  12. 12. Para arcos treliça dos mantêm-se as proporções acima, variando h.h = 25 % L ( arco ideal )Para arcos macicos em aco 2 % do vao
  13. 13. treliças espaciais:Para vãos compreendidos entre 20 e 60 metros m.h = 4 a 5% L
  14. 14. TIPOLOGIA S MA TE RIA L VÃOS (m) E S TRUTURA L AÇO 50 -80TE NDA S ALU M ÍN IOE s tru tu ras re te s ad as TE C ID OA RC OS C O N C R E TO 25 - 1 00 MAD E IR A LAM IN AD A AÇOC ÚPULA S AÇO 50 - 1 50 C O N C R E TOGE ODÉ S IC A S / AÇO 50 - 200parabolóides elipticos
  15. 15. A B ÓB A DA S C O N C R E TO 20 - 60TRE LIÇ A S PLA NA S AÇO 1 5 - 90 MAD E IR ATRE LIÇ A S E S PA C IA IS AÇO 20 - 60 MAD E IR APA RA B OLÓIDE S C O N C R E TO 20 - 50
  16. 16. FOLHA S POLIÉ DRIC A S C O N C R E TO 20 - 1 20LA J E NE RVURA DA C O N C R E TO AC IMA 7NO S E NTIDO DO ME NOR (VÃO E C O N Ô M IC O 9 M )VÃOGRE LHA C O N C R E TO AC IMA 1 0 X 1 0A RMA DA NA S DUA SDIRE Ç ÕE S
  17. 17. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL : CRITÉRIOS4. Não existem regras precisas...6. Em se tratando de lajes maciças, as mais econômicas são as armadas nas 2 direções com apoio nas 4 bordas.9. Toda a laje apóia-se em vigas. Estas devem ser locadas nos eixos das alvenarias.4 Devemos localizar as vigas de tal forma que as lajes vençam vãos de dimensões aproximadas; em construções convencionais de cunho mais econômico, para vigas podemos adotar vãos de aproximadamente 6 m. Obs. : Quando não é do interesse do projeto que a viga apareça no pavimento inferior, ela pode ser invertida.15. Em princípio, vigas devem se apoiar em pilares, porém elas podem também ficar apoiadas em outras vigas.• Devemos localizar os pilares sempre no cruzamento das vigas, porém não necessariamente em todos. Sua locação deve seguir critérios de bom senso.
  18. 18. 2. O número de pilares deve ser escolhido de acordo com critérios estabelecidos no projeto, considerando-se razões de ordem estética e econômica, visto que o tipo de fundação pode influenciar na determinação de sua quantidade.8. Os pilares devem ser locados de tal forma que as vigas tenham comprimentos aproximados entre si, e portanto a mesma altura.9. Eles devem nascer nas fundações, indo até a cobertura, situando-se sobre os mesmos eixos de modo a facilitar a marcação da obra. É aconselhável evitar mudanças de posições dos mesmos ao longo dos pavimentos. Havendo coincidência de eixos, transições não serão necessárias a não ser quando a arquitetura assim o determine. (Geralmente em situações em que é importante reduzirmos o número de pilares nos sub solos para efeito de acomodação de vagas de garagem, por ex.) Neste caso específico, vigas ou até lajes de transição podem acontecer quando necessário. Em geral isto se dá ao nível do pavimento térreo.
  19. 19. 10. Sempre que possível, os pilares devem ser posicionados de forma a permitir que os balanços formados possam ajudar a reduzir o momento fletor no vão central. Viga simples apoiada. Viga com ambas as extremidades em balanço de 1/2 do vão. Viga com ambas as extremidades em balanço de 1/3 do vão.
  20. 20. ROTEIRO SIMPLIFICADO PARA CÁLCULO2. Concepção Estrutural: Análise da concepção arquitetônica / definição do sistema estrutural e seus elementos. É necessário que a estrutura seja coerente com o espaço que se pretende construir. E convém lembrar que o custo da estrutura representa de 20 a 40% do custo global da construção.4. Pré dimensionamento: definição preliminar das dimensões dos elementos da estrutura.5. Definição das cargas que atuarão efetivamente na estrutura.6. Cálculo: determinação dos esforços solicitantes e reações de apoio para cada elemento da estrutura. O cálculo é feito na ordem da relação de apoio entre os elementos. Calcula-se primeiro os elementos cujas cargas foram definidas, para depois calcular aqueles que recebem as cargas. Seqüência : Lajes – vigas – pilares – fundações.9. Dimensionamento: verificação e revisão das dimensões fixadas anteriormente.10. Definição e desenho das formas e armaduras (somente para concreto armado).
  21. 21. Sistemas com seção caixão em concreto armado e protendidoAs seções celulares são altamente resistentes à flexão, por possuírem grandeinércia, e comumente aplicadas em pisos de pontes com grandes vãos. Esteconceito também pode ser utilizado em estruturas de piso, possibilitando acriação do grande vão, além de possibilitar a existência de grandes balançosnas lajes.Uma das maneiras mais usuais de aplicar os conceitos de seção celular, empisos, é a configuração de lajes nervuradas com caixão perdido, ou seja, commesas superior e inferior, obtidas pela colocação de um material inerte entreas duas camadas de laje (caixotes de madeira, blocos de isopor ou tuboscirculares de papelão, por exemplo), conforme Figura 11.Nesse sistema o balanço pode ser implementado em função da mesacomprimida existente na face inferior, onde a nervura pode ser consideradacomo uma seção "I", diferente de uma laje nervurada com capa apenassuperior: nestas, na região de momentos fletores negativos (aqueles quetracionam em cima), não existindo a capa inferior, somente as seçõesretangulares das vigas deverão suportar à flexão, sem a colaboração da lajepara a formação de seções "T" mais resistentes.
  22. 22. Lajes pré moldadas :A altura final da laje (tijolo + capa) depende da carga e vãos a seremvencidos. Essas alturas já são tabeladas pelo fabricante em função do valorde cargas e vãos, como mostra a tabela abaixo.Vãos Livres Máximos Sobrecarga  30 100 150 200 350 500 600 800 Espes. Laje  B8 3.00 - - - - - - - B10 4.10 3.90 3.70 3.60 - - - - B12 4.40 4.20 4.10 4.00 3.70 3.50 3.20 2.50 B16 5.40 5.20 5.10 5.00 4.70 4.50 4.20 3.40 B20 6.40 6.20 6.00 5.90 5.60 5.40 5.20 4.30 B25 7.40 7.20 7.10 7.00 6.70 6.40 6.30 5.20 B29 8.10 7.90 7.80 7.70 7.40 7.10 6.90 5.90 B33 8.80 8.60 8.40 8.30 8.00 7.80 7.60 6.70 B37 9.50 9.30 9.10 9.00 8.70 8.40 8.20 7.00
  23. 23. Laje pré fabricada protendida sem escoramento chamada de alveolauso comum com estrutura metálica sem vigas secundária e com estrutura prefabricada protendida como mostra a imagem abaixo Fonte: Reago - http://www.r4tecno.com.br/laje.alveolar
  24. 24. ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADORÉ DIMENSIONAMENTO

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