Antonio Carlos Pulido (1) & Silvana De Nardin (2)

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1 SISTEMATIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO A FLEXO-COMPRESSÃO DE PILARES MISTOS PREENCHIDOS DE SEÇÃO RETANGULAR Antonio Carlos Pulido (1) & Silvana De Nardin (2) (1) Mestrando, PPGECiv Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil Depto de Engenharia Civil, Universidade Federal de São Carlos. (2) Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia Civil Universidade Federal de São Carlos.

2 FRUTO DA UTILIZAÇÃO DO AÇO NA FORMA DE PERFIS LAMINADOS, DOBRADOS OU SOLDADOS TRABALHANDO EM CONJUNTO COM O CONCRETO SIMPLES OU ARMADO. ESTRUTURA MISTA LAJE MISTA VIGA MISTA PILAR MISTO LIGAÇÃO MISTA

3 OBJETIVOS DO ESTUDO - ESTUDAR, COMPREENDER E ORGANIZAR AS FORMULAÇÕES DE DIMENSIONAMENTO DE PILARES RETANGULARES PREENCHIDOS PARA UTILIZAÇÃO NA PESQUISA DE MESTRADO; - CRIAR UMA PLANILHA DE DIMENSIONAMENTO QUE AUTOMATIZE O CÁLCULO DOS PILARES QUE SERÃO UTILIZADOS NA PESQUISA; - OBTER SENSIBILIDADE NO DIMENSIONAMENTO; - MOSTRAR QUE EXISTE A POSSIBILIDADE DE SE CRIAR ROTINAS DE DIMENSIONAMENTO EM SOFTWARES UTILIZADOS NO DIA-A-DIA DOS ESCRITÓRIOS, COMO É O CASO DO EXCEL; - DEMONSTRAR PARA O MERCADO PROFISSIONAL QUE EXISTE ALTERNATIVAS PARA DIMENSIONAMENTO DESTES ELEMENTOS, SEM A UTILIZAÇÃO DE PACOTES COMPUTACIONAIS AVANÇADOS E CAROS.

4 VANTAGENS DO PILAR MISTO PREENCHIDO - GRANDE CAPACIDADE RESISTENTE COM DIMENSÕES REDUZIDAS; - POSSIBILITA ATINGIR DEFORMAÇÕES PLÁSTICAS COM COMPORTAMENTO DÚCTIL; - REDUÇÃO DA POSSIBILIDADE DE FLAMBAGEM LOCAL; - REDUÇÃO DE FORMAS E ESCORAMENTOS, - REDUÇÃO DO PESO PRÓPRIO DA ESTRUTURA E ALÍVIO DAS FUNDAÇÕES, - BOA RESISTÊNCIA AO FOGO.

5 DESVANTAGENS - ALTO CUSTO DOS PERFIS PRINCIPALMENTE QUANDO SE PRECISA DE POUCAS PEÇAS; - FORNECEDORES NEM SEMPRE SE ENCONTRAM PRÓXIMOS A OBRA; - DIFICULDADES DE CONCRETAGEM;

6 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS PREENCHIDOS NBR 8800:2008 ANEXO P RESISTÊNCIA DO AÇO AO ESCOAMENTO RESISTÊNCIA DO CONCRETO (DENSIDADE NORMAL) LIMITE DE ESBELTEZ LOCAL RELAÇÃO ALTURA/LARGURA

7 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS PREENCHIDOS FATOR DE CONTRIBUIÇÃO DO PERFIL DE AÇO

8 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS PREENCHIDOS LIMITE DE ÍNDICE DE ESBELTEZ LOCAL

9 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS PREENCHIDOS RIGIDEZ EFETIVA A FLEXÃO

10 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS PREENCHIDOS 1- DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES 2- DIMENSIONAMENTO À FLEXO-COMPRESSÃO UTILIZAÇÃO DE DOIS MÉTODOS: a) MÉTODO SIMPLIFICADO - MODELO I: b) MÉTODO GERAL - MODELO II:

11 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS PREENCHIDOS- COMPRESSÃO SIMPLES CURVA DE EFEITO DE INSTABILIDADE c

12 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS FLEXO-COMPRESSÃO a) MÉTODO SIMPLIFICADO MODELO I: semelhante ao utilizado pela norma americana AISC-LRFD (2005), que representa a curva de interação Momento- Forca Normal por dois trechos de reta.

13 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS FLEXO-COMPRESSÃO b) MÉTODO GERAL MODELO II: representa a curva de interação por três trechos de reta

14 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS FLEXO-COMPRESSÃO b) MÉTODO GERAL MODELO II

15 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS- FLEXO-COMPRESSÃO b) MÉTODO GERAL MODELO II MÓDULOS DE RESISTÊNCIA PLÁSTICOS

16 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS FLEXO-COMPRESSÃO b) MÉTODO GERAL MODELO II

17 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS FLEXO-COMPRESSÃO b) MÉTODO GERAL MODELO II MÓDULOS DE RESISTÊNCIA PLÁSTICOS EIXO QUE PASSA PELO CENTROIDE DA SEÇÃO MISTA DO PERFIL DE AÇO: FORNECIDO PELO FABRICANTE DA ARMADURA: DO CONCRETO:

18 DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS FLEXO-COMPRESSÃO b) MÉTODO GERAL MODELO II MÓDULOS DE RESISTÊNCIA PLÁSTICOS L.N. DISTANTE Hn DO EIXO QUE PASSA PELO CENTROIDE DA SEÇÃO MISTA LINHA NEUTRA: DO PERFIL: DA ARMADURA: DO CONCRETO:

19 DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS CARACTERÍSTICAS E LIMITAÇÕES - DESENVOLVIDAS PARA O DIMENSIONAMENTO DE PILARES RETANGULARES MISTOS PREENCHIDOS; - SOFTWARE UTILIZADO FOI O EXCEL VERSÃO 2003; - PERMITE DIMENSIONAR ELEMENTOS SUBMETIDOS A COMPRESSÃO, FLEXÃO RETA E OBLÍQUA; - NECESSITA DE ANÁLISE ESTRUTURAL PRÉVIA; - POSSUI 4 ABAS: - ENTRADA DE DADOS; - ANÁLISE DO DIMENSIONAMENTO; ELEMENTOS MISTOS - DUAS ABAS AUXILIARES PARA A REALIZAÇÃO DOS CÁLCULOS.

20 DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS ENTRADA DE DADOS

21 DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS ANÁLISE DO DIMENSIONAMENTO

22 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO EXEMPLO 1 COMPRESSÃO SIMPLES: - NSD= 332 kn; - COMPRIMENTO DESTRAVADO DO LANCE = 2,70 m; - FY = 350 MPa; - MÓDULO DE ELASTICIDADE DO AÇO = MPa; - FCK DO CONCRETO: 35 MPa; - MÓDULO DE ESLASTICIDADE DO CONCRETO = CALCULADO PELA PLANILHA.

23 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO EXEMPLO 1 COMPRESSÃO SIMPLES:

24 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO EXEMPLO 2 FLEXOCOMPRESSÃO RETA: - Nsd =332 kn; - Mx,sd : 1.044,96 kn.cm; - COMPRIMENTO DESTRAVADO DO LANCE = 2,70 m; - FY = 350 MPa; - MÓDULO DE ELASTICIDADE DO AÇO = MPa; - FCK DO CONCRETO : 35 MPa; - MÓDULO DE ESLASTICIDADE DO CONCRETO = CALCULADO PELA PLANILHA.

25 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO EXEMPLO 2 FLEXOCOMPRESSÃO RETA:

26 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO EXEMPLO 3 FLEXOCOMPRESSÃO OBLÍQUA: - Nsd = 332 kn; - Mx,sd : 1.044,96 kn.cm; - My,sd : 950,50 Kn.cm; - COMPRIMENTO DESTRAVADO DO LANCE = 2,70 m; - FY = 350 MPa; - MÓDULO DE ELASTICIDADE DO AÇO = MPa; - FCK DO CONCRETO : 35 MPa; - MÓDULO DE ESLASTICIDADE DO CONCRETO = CALCULADO PELA PLANILHA.

27 EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO EXEMPLO 3 FLEXOCOMPRESSÃO OBLÍQUA:

28 COMENTÁRIOS FINAIS - A IMPLEMENTAÇÃO VISOU A SISTEMATIZAÇÃO DAS VERIFICAÇÕES APLICÁVEIS A PILARES MISTOS PREENCHIDOS DE SEÇÃO RETANGULAR, SEGUNDO AS RECOMENDAÇÕES DO ANEXO P DA NBR 8800:2008; - PERMITE QUE O USUÁRIO AVALIE UM GRANDE CONJUNTO DE PERFIS TUBULARES; - PERMITE QUE SE ESCOLHA O TIPO DE MODELO DE INTERAÇÃO QUE DESEJA ADOTAR (MODELO I OU II); - DEMONSTRA A VIABILIDADE DA ELABORAÇÃO DE FERRAMENTAS SIMPLES E ÁGEIS PARA AUXILIAR NO DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS MISTOS SEM AGREGAR GRANDES CUSTOS FINANCEIROS.

29 AGRADECIMENTOS OS AUTORES AGRADECEM AO PPGECIV PROGRAMA DE PÓS- GRADUAÇÃO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL DO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DA UFSCAR UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS, PELO APOIO DADO AO DESENVOLVIMENTO DESTE PROJETO QUE É PARTE DE UM PROJETO DE MESTRADO ATUALMENTE EM DESENVOLVIMENTO E INTITULADO INFLUÊNCIA DO COMPORTAMENTO DAS LIGAÇÕES NA ESTABILIDADE DE ESTRUTURAS MISTAS DE AÇO E CONCRETO.

30 DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS EXEMPLO PRÁTICO

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