Estruturas de Concreto III - Aula 1

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    13-Sep-2015

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  • Estruturas de Concreto III Aula 1

    Professora: Carla Pinheiro Moreira

    28/02/15

  • Provas

    AV1:

    Reviso Geral: 28/03/15

    Prova AV1: 11/04/15

    Matria dada at 21/03/15

    AV2:

    Reviso Geral: 13/06/15

    Prova AV2: 20/06/15

    Toda a matria

    AV3:

    Visto de prova AV2: 27/06/15

    Prova AV3: 04/07/15

    Toda a matria

  • Bibliografia

    Emerick, Alexandre A., Projeto e execuo de lajes protendidas, Rio de Janeiro: Intercincia, 2005

    FUSCO, Pricles Brasiliense, Tcnica de Armar as Estruturas de Concreto, So Paulo: PINI, 2000

    Walter Pfeil, Concreto Protendido, LTC

    Bibliografia Complementar

  • Matria que ser abordada ao longo do Curso

    Unidade 1: Elementos Especiais: Aplicaes

    1.1 Transio de Pilares;

    1.2 Consolos;

    1.3 Ns de Quadros;

    1.4 Articulaes em peas de concreto.

    Unidade 2: Estruturas de Concreto Protendido: 2.1 Conceitos Bsicos

    2.1.1 Propriedades dos materiais;

    2.1.2 Processos e equipamentos de protenso;

    2.1.3 Tipos de protenso.

  • 2.2 Estimativas de perdas de protenso;

    2.3 Anlise de tenses:

    2.3.1 Vigas isostticas;

    2.3.2Vigas contnuas.

    2.4 Princpios do dimensionamento flexo:

    2.4.1 Estado limite de utilizao;

    2.4.2 Estado limite ltimo;

    2.4.3 Dimensionamento e Detalhamento: projeto de uma viga isosttica pr-moldada.

    2.5 Princpios do dimensionamento ao cisalhamento:

    2.5.1 Princpios bsicos;

    2.5.2 Dimensionamento e Detalhamento: projeto de uma viga isosttica pr-moldada.

  • Aula 1 - Elementos Especiais: Aplicaes

    1.1 Transio de Pilares;

    1.2 Consolos;

    1.3 Ns de Quadros;

    1.4 Articulaes em peas de concreto.

  • 1. Elementos Especiais: Aplicaes:

    O primeiro passo para a concepo de uma estrutura envolve a definio do arranjo estrutural. Nos edifcios usuais de concreto armado, o arranjo estrutural constitudo por lajes, vigas e pilares ou pela unio desses elementos. No nvel da fundao, os pilares transmitem as cargas da estrutura ao terreno, atravs de elementos estruturais como sapatas diretas, blocos, estacas, tubules, etc.

    A definio do arranjo estrutural chamada comumente de lanamento estrutural. O lanamento estrutural uma das etapas mais importantes do projeto de uma estrutura de concreto armado. O lanamento estrutural envolve:

    A definio da posio dos elementos estruturais que compem a estrutura (lajes, vigas, pilares, etc...);

    A definio da forma e dimenses dos elementos estruturais.

  • Considerando as aes verticais e horizontais que solicitam uma estrutura, deve-se procurar dispor e definir os elementos estruturais de forma a criar condies de absorv-las, conduzindo-as at as fundaes, tendo sempre em vista minimizar as interferncias com o arranjo arquitetnico.

    A definio da disposio das peas estruturais num edifcio influenciada por diversos fatores. No caso dos edifcios residenciais usuais, por exemplo, a posio da caixa dgua, a posio das escadas, a posio dos elevadores, a cobertura, o layout do pavimento tipo, a garagem, etc., trazem implicaes importantes para a concepo da estrutura. Alm dos fatores citados acima, necessrio avaliar a interferncia com os projetos de instalaes (hidro sanitrio, eltrico, incndio, etc.).

  • 1.1 Transio de Pilares:

    No caso dos edifcios com garagem ou estacionamento, a definio das vagas condiciona a disposio dos pilares e vice-versa. A posio dos pilares influencia no arranjo das vigas que, por sua vez, delimitam as lajes. Por isso a estrutura chamada de sistema, ou seja, um conjunto de elementos que interagem.

    O estudo detalhado do projeto arquitetnico fundamental para a definio de um arranjo estrutural compatvel com mesmo. Quanto melhor for o lanamento estrutural, menores sero as modificaes a serem introduzidas no dimensionamento da estrutura.

    Ou seja, quando, por exemplo, h quatro pilares suportando as cargas transmitidas ao longo dos andares e, ao chegar ao trreo, preciso reduzir a quantidade de interferncias para aumentar a quantidade de vagas de garagem no subsolo. O responsvel por esse desvio no carregamento um elemento de transio. O mesmo acontece no caso de blocos de fundao, que transferem a carga depositada por um pilar para um conjunto de estacas, no caso de fundaes profundas. Com relao s transferncias de carga, para que o efeito desejado seja atingido os elementos de transio contam com armaduras especialmente concebidas para esta finalidade para que os esforos sejam compensados de maneira adequada e no ocorram patologias.

  • Alguns tipos de estrutura de transio:

    Alvenaria estrutural

    Lajes de transio: Comuns em edifcios em alvenaria estrutural ou com paredes de concreto, so pavimentos formados por vigas de transio que recebem as cargas das paredes estruturais e as transferem para pilares. So necessrias para abrir espao em pavimentos trreos e subsolos, que abrigam reas de uso comum e garagens. Costumam consumir muito material e tm execuo complexa.

    Vigas: Quando nos subsolos h pilares em posies diferentes dos que h do trreo para cima, so essas vigas que transferem as cargas de um pilar para outro.

    Blocos de transio: Geralmente usados em fundaes, para transferir a carga de um ou alguns pilares para diversas estacas.

    Estacas de fundao

  • A escolha da estrutura de um edifcio de andares mltiplos comea pelo PAVIMENTO TIPO, fixando-se a posio de vigas e pilares, levando sempre em considerao a posio da caixa d'gua. Em boa parte dos casos, a posio da caixa d'gua coincide com a caixa de escadas.

    Com a estrutura do PAVIMENTO TIPO resolvida, verifica-se se posio dos pilares pode ser mantida nos outros pavimentos. Nesta anlise so considerados aspectos estticos e funcionais das garagens, pilotis, sales de festas, "play-grounds", etc.

    Caso no seja possvel manter a posio dos pilares, tenta-se reformular a estrutura do PAVIMENTO TIPO at compatibilizar a posio dos pilares com os outros pavimentos.

    No caso de edifcios, pode ocorrer uma incompatibilidade entre a posio dos pilares em dois pavimentos diferentes. Essa situao pode existir em funo de diferenas no layout dos pavimentos, como o caso nos edifcios residenciais, que possuem garagem e pavimento tipo. Nesses casos, utiliza-se uma estrutura de transio como a mostrada na Figura a seguir.

  • As estruturas de transio, na grande maioria das vezes, so caras e de grande responsabilidade estrutural. Portanto, deve-se procurar conceber o arranjo estrutural de forma a minimizar sua ocorrncia.

  • 1.2 Consolos:

    Os consolos so elementos estruturais que se projetam de pilares ou paredes para servir de apoio para outras partes da estrutura ou para cargas de utilizao.

    Os consolos constituem-se em balanos curtos, pois no podem ser projetados utilizando-se a teoria de flexo.

    So considerados consolos os elementos em balano nos quais a distncia (a) da carga aplicada face do apoio menor ou igual altura til (d) do consolo.

    O consolo pode ser:

    Curto, se 0,5.d a d;

    Muito curto, se: a > 0,5.d;

    Nos casos em que a > d, o dimensionamento do consolo tratado como viga.

  • 1.3 Ns de Quadros:

  • Nas ltimas trs dcadas, pode-se dizer que houve uma maior preocupao com o comportamento mecnico dos ns, fato confirmado pelo crescimento das pesquisas envolvendo tal regio do sistema estrutural. Antes disso, em nvel de projeto, admitia-se que as condies nos ns de prtico no eram crticas. Ou seja, admitia-se que a resistncia da ligao era igual do elemento estrutural menos resistente. Entretanto, pode-se dizer que os ns de prtico so, com freqncia, regies mais crticas do sistema estrutural como um todo, devido a uma srie de fatores, entre os quais se incluem a mudana de direo de esforos e tenses, as elevadas tenses cisalhantes que ali surgem, alm dos aspectos construtivos associados ancoragem das armaduras. Em termos de desempenho estrutural, desejvel que o n apresente resistncia suficiente de modo a no impedir o total desenvolvimento da capacidade resistente dos elementos que sero conectados. Levando em conta que a filosofia de projeto recomenda, em situao de runa, que a plastificao ocorra antes nas vigas que nos pilares, o n de prtico deve resistir a aes maiores correspondente ao momento ltimo da viga.

  • Em termos de execuo em obra, desejvel tambm que o arranjo das armaduras na ligao no dificulte a sua colocao nem a compactao do concreto. De fato, deve haver a preocupao do projetista estrutural quanto ao problema de congestionamento das armaduras nessa regio. Conhecendo-se a resistncia ao cisalhamento do n torna-se possvel avaliar se os elementos viga e pilar podero alcanar a capacidade mxima. Essa grandeza pode ser obtida por meio dos modelos nos quais utilizam conceitos dos modelos de biela e tirante - e por expresses prescritas por normas de clculo que tratam dos ns de prtico.

  • 1.4 Articulaes em peas de concreto:

  • Os engastamentos, embora no sejam comuns, existem ocasionalmente, quando a extremidade de um membro est profundamente incrustada em um bloco de concreto macio ou cimentada em rocha slida como na Figura abaixo.