Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia Civil
Departamento de Estruturas
Elementos estruturais
Notas de aula da disciplina
AU405 – Concreto
Prof. MSc. Luiz Carlos de Almeida
Agosto/2006
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Elementos Estruturais em Concreto Armado: Notas de Aula para Engenharia Civil, Manuais, Projetos, Pesquisas de Construção
Elementos estruturais componentes de um edifício em concreto armado. ... construtibilidade – tudo que melhora a construção. Deve-se.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
2022
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Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia Civil
Departamento de Estruturas
Elementos estruturais
Notas de aula da disciplina AU405 – Concreto
Prof. MSc. Luiz Carlos de Almeida
Agosto/
ÍNDICE
- concreto armado.............................................. 1. Elementos estruturais componentes de um edifício em
- Princípios gerais de um projeto estrutural..............
- Objetivo da estrutura...................................
- Sistemas estruturais....................................
- Arranjos estruturais....................................
- Esquema estático de um arranjo estrutural..............
- 6120........................................................ 7. Ações Usuais nos edifícios de acordo com a norma NBR
- Peso próprio do concreto
- Ações gravitacionais
- Ação do vento
Paredes estruturais :
Tirantes : são elementos estruturais que trabalham a tração, onde os esforços são absorvidos pela armadura, o concreto não colabora.
Pilares : elementos lineares com duas dimensões ( hx e hy ) bem menores que a terceira ( le ). OS carregamentos são paralelos a le e comprimem a seção transversal ( hx e hy ). Podem ser submetidos a momentos
fletores pequenos. y x
h (^5) h
Observação: “Pilares normalmente rompem sem avisos (ruptura frágil)”
P
Mx hx h (y ≥ h )x
M y
P
le
hx
hy y x
h (^5) h
⎛⎜ (^) > ⎞⎟ ⎝ ⎠
Blocos sobre estacas ou tubulões : são elementos de transferência das cargas dos pilares para as estacas ou tubulões.“É um crime jogar tração em uma estaca comum.”
Sapatas : são elementos de transferência das cargas dos pilares diretamente para o solo
V12 22/
Viga
viga
Bloco sobre duas estacas Bloco sobre uma estaca
Bloco sobre tres estacas Bloco sobre quatro estacas
≥50 a 80 cm
≤ _tensao admissivel do solo
Os pilares devem estar distantes entre 3,00m a 7,00m. Quanto mais distantes os pilares, maiores serão as alturas das vigas pois estão limitadas pelas portas e janelas.
Uma estrutura é o conjunto de elementos estruturais que se interagem de maneira a resistir aos esforços originados pelas ações das cargas funcionais mais cargas permanentes mais cargas acidentais.
Cargas “funcionais” (acidentais): sobrecargas (NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificações)
Cargas acidentais: vento (NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações), efeitos de temperatura, retração, recalque de fundação.
Cargas permanentes: peso próprio da estrutura, dos revestimentos, da alvenaria, etc.
3. Objetivo da estrutura
Uma estrutura (ou parte dela) não deve atingir ao longo da vida útil um estado limite , ou seja:
Estado limite último (E.L.U.) Não romper qualquer de suas partes; Não perder estabilidade; Não perder o prazo de validade, durabilidade da estrutura (mais ou menos 50 anos para edificações residenciais)- fck ≥ 25,0MPa (definido pela durabilidade e não pela resistência e relação a^ c ≤^ 0,60 (durabilidade).
Estado Limite de serviço (E.L.S.) Deslocamentos (devidos às deformações) prejudiciais ao funcionamento da estrutura; Sensibilidade visual (l/250) – carga total; Vibração sensível (l/350) – carga funcional (sc) Não fissurar (para não perder a durabilidade) Evitar falso alarme de ruína – falta de armadura de pele;
4. Sistemas estruturais
São conjuntos de elementos que compõem uma estrutura com características construtivas próprias. Exemplos:
Estruturas metálicas (edifícios, galpões, etc.); Estruturas de madeira; Estruturas mistas; Estruturas de concreto armado pré-fabricado; Estruturas de concreto armado; Estruturas de alvenaria estrutural.
Devem ser definidos pelos parâmetros econômicos: Retorno – custo; Seguro; Durabilidade; Manutenção.
Armadura de pele
100
20
Vista da laje do tipo
Esquema estático – pórtico espacial
Exemplo de pavimentos isolados:
L101 L
L
V
Md=-1803V
V1010Md=-
V
Md=-1800V
V
V
V
V103 (^) Md=-1751V103 Md=-1942V103 V103 V
V
Mdy=857Mdx=995 Mdy=855Mdx=
Mdy=1600Mdx=
Cálculo das lajes isoladamente, apoiando em vigas ou paredes, engastadas entre si, podendo até ficar com 1,2 ou 3 bordos livres
6. Esquema estático de um arranjo estrutural
A estática das construções criou elementos básicos para o cálculo dos esforços nos elementos estruturais mais comum, por exemplo, barras – vigas e pilares; placas – lajes; chapas – paredes e vigas paredes; que transportam as cargas para os nós até atingir a “terra”.
7. Ações Usuais nos edifícios de acordo com a norma
NBR 6120.
Tipos
Gravitacionais Peso próprio da estrutura – (pp); Revestimentos (rev.); Alvenaria (alv.); Cargas “funcionais” – acidentais ou sobrecargas – sc.
Vento Temperatura Recalques diferenciais
Peso próprio do concreto
Laje: pp = h[m] x 2,5 ( tf / m )^3 Vigas e pilares: pp = b[m] x h[m] x 2,5 ( tf / m )^3
Peso próprio de alvenaria alv = largura[m] x altura [m] x γap
Tijolo maciço γap^ =1,8 ( tf / m ) (espessura 15 e 25 cm)^3 Tijolo furado γap^ =1,5 ( tf / m ) (espessura 15 e 25 cm)^3 Tijolo furado γap^ =1,3 ( tf / m )^3 (sem revestimento)
Obs. Não descontar os vãos de portas e janelas no cálculo dos pesos das alvenarias.
6 0
6 0
2 4 0
Ações gravitacionais
Gmax = peso próprio + alvenaria + revestimento + sobrecarga Gmin = peso próprio + alvenaria + revestimento
Como as ações favoráveis não devem ser majoradas com coeficiente de majoração das cargas (ver norma de ações e segurança das estruturas), para o dimensionamento da seção da extremidade esquerda da viga deve-se adotar (1,4 V + G (^) min ), para as demais seções da viga adotam-se (1,4 V + 1,4 G (^) max ).
Ação do vento
Como freqüência natural dos edifícios normais (~40 pavimentos) é baixa, o vento não provoca o efeito de ação dinâmic a. Assim a norma de vento NBR-6123, considera a ação do vento de forma estática.
k^2 k 0 1 2 3 q V , onde V V S S S = 16 =
onde:
V k - velocidade característica do vento (m/s) V 0 - velocidade básica do vento, depende da região e é fornecido pelo gráfico de isopletas;