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1 Assunto: Parâmetros de Projeto Estrutural Prof. Ederaldo Azevedo Aula 2 ederaldoazevedo@yahoo.com.br

2 2. PARAMETROS DE PROJETO 2.1. Projetos Os Projetos de uma edificação podem ser divididos em 2 grupos: Arquitetônico e Complementares. Projeto arquitetônico é o conjunto de peças gráficas e escritas necessárias à definição das características principais de uma obra de arquitetura(zake Tacla, 1984, p.356)

3 2.1. Projetos Os Projetos complementares são considerados todos os demais que integram o projeto da obra e podem ser divididos em dois subgrupos: projeto das instalações e projeto estrutural. Unificando diversos conceitos podemos definir projeto como: a associação harmoniosa de elementos, com a finalidade de atingir dois objetivos, o funcional e o de ordem estrutural.

4 2.1. Projetos Funcional: o projeto deve prever todas as áreas, espaços necessários e instalações de tal modo que se atinja os objetivos a que se destina. Ordem Estrutural: prever todos os elementos estruturais de tal modo que tenhamos um conjunto estático, ou seja, em equilíbrio. O projeto estrutural é aquele que determina, por meio de desenhos e especificações, a configuração dos elementos estruturais (concreto, aço, madeira, alvenaria etc.) que suportarão os esforços físicos incidentes na edificação (peso próprio, vento, carga acidental etc.).

5 2.2. Normas Para Projetos Todo dimensionamento estrutural deverá ser feito de acordo com a normalização vigente na região onde a construção será efetuada. O projeto estrutural deverá ser elaborado de acordo com a NBR Projetos Estruturas de CA, NBR Classes de concreto(fck), NBR 7480-aços para concreto armado. Cada país ou região apresenta sua norma, que leva em conta condições ambientais tais como a existência ou não de: abalos sísmicos, furacões, grandes variações de temperatura, qualidade dos materiais, tipos de construções, entre outros fatores.

6 2.2. Normas Para Projetos As normas são desenvolvidas para padronização dos critérios de dimensionamento, oferecendo condições mínimas de utilização e segurança das estruturas. Elas são elaboradas a partir dos resultados de ensaios experimentais, oferecendo margem de segurança precavendo-se de possíveis falhas nos materiais, nas dosagens dos concretos, possíveis imperfeições geométricas durante a execução da estrutura ou, até mesmo, compensar pequenos erros de projetos.

7 2.3. Concepções de Projetos O projeto estrutural deve atender a requisitos de segurança, funcionalidade, economia, estabilidade global e local dos elementos estruturais, trabalhabilidade e todos aqueles que se referem à vida útil da estrutura. O método de cálculo tem que ser bem interpretado, pois a diferença nos resultados do projeto de um edifício de múltiplos andares calculados entre um programa preciso de computador e técnicas manuais poderão ser significativas.

8 2.3. Concepções de Projetos Esta diferença, se deve ao uso de vários métodos de análise e teorias matemáticas complexas, as quais seriam impossíveis de serem analisadas manualmente. A estabilidade global da estrutura é requisito mínimo de um projeto estrutural, principalmente quando a construção é submetida às condições de sismos, ventos, recalques do solo, impactos laterais, entre outras solicitações.

9 a) Quanto a duração Permanentes Peso Próprio; Revestimento; Paredes; Enchimentos; Empuxos terra. CARGAS NOS EDIFICIOS Acidentais (moveis) Peso de pessoas; Fluxo de pessoas; Móveis; Animais; Máquinas etc. Excepcionais (ocasionais) Dinâmica Vento; O peso da neve; Variação de temp.; Abalos sísmicos Cargas de Impactos; Fluxo de veículos; Explosões; Cargas ressonantes

10 a) Quanto a duração: Permanentes: são aquelas cuja estrutura está submetida o tempo todo, tais como: seu peso próprio, peso de revestimentos, materiais de enchimento das estruturas, paredes, empuxo de terra em contenções e quaisquer dispositivos fixos que fizerem parte da estrutura e que compõe o espaço arquitetônico. Acidentais ou moveis: são as provenientes de ações que podem ou não agir sobre as estruturas, não permanecem fixos sobre a estrutura. Exemplos: sobrecarga(peso de pessoas, fluxo de pessoas, móveis, animais, máquinas, acessórios, etc.).

11 a) Quanto a duração: Excepcionais ou Ocasionais: dependem do clima da região onde as formas arquitetônicas são construídas e ainda das suas características (edifícios de grande altura). O vento, o peso da neve, variação de temperatura e os abalos sísmicos (terremotos, tsunami) são exemplos de cargas excepcionais. Dinâmicas: quando a variação da ação ao longo do tempo tem que ser considerada. São as cargas cujos valores mudam com rapidez e se aplicam a formas bruscas e podem ser muito perigosas se não forem consideradas no projeto estrutural. Ex: Cargas de Impactos, fluxo de veículos, explosões, e cargas

12 a) Quanto a duração: Obs.: (cargas ressonantes): por ex. um batalhão de soldados em marcha compassada sobre uma ponte. Quando o ritmo do passo coincide com a oscilação da ponte, produz uma carga ressonante capaz de provocar o colapso da estrutura). Ponte de Tacoma 1.wmv Carga de Vento: O efeito dinâmico das cargas de vento, começa a exercer influência nos elementos estruturais em edifícios maiores que 16 a 18 pavimentos, onde o controle das oscilações e do deslocamento horizontal passa a ser fundamental para a estabilidade global da estrutura.

13 Carga de Vento: A escolha adequada do sistema estrutural, que deverá ser contraventado de maneira a garantir rigidez à estrutura impedindo excessivas oscilações e deslocamentos. Carga de Projeto: CARGAS DE PROJETO = CARGA PERMANENTE DO ELEMENTO + CARGA ACIDENTAL Lembrando que Carga acidental = peso de pessoas, fluxo de pessoas, móveis, animais, máquinas, acessórios, etc. E Carga Permanente = peso próprio, peso dos revestimentos, enchimento de estruturas, paredes, etc.

14 Cargas de Projeto: TABELA - CARGAS ACIDENTAIS NBR 6120 Local Carga acidental -Laje Carga Acidental (kn/m ²) Hall de banco 3 Sala de depósito de livro 4 Salão de danças de clubes 5 Edifícios residenciais: dorm itórios, sala, copa, cozinha e banheiro Edifícios residenciais: despensa, área de serviço e lavanderia Nota: Nos prédios convencionais de apartamentos e escritórios, as cargas acidentais atuam sobre as lajes de concreto armado; 1,5 Forros 0.5 Escada, lajes de garagens 3 2

15 Cargas de Projeto: TABELA - PESO ESPECÍFICO DE MATERIAIS Material kgf/m³ kn/m³ Concreto Armado kgf/m³ 25 kn/m³ Concreto Simples kgf/m³ 24 kn/m³ Alvenaria tijolo barro maciço kgf/m³ 18 kn/m³ Alvenaria tijolo furado kgf/m³ 13 kn/m³ Alvenaria blocos de concreto kgf/m³ 14 kn/m³ Acabamento de piso 100 kgf/m³ 1 kn/m³ Acabamento de teto 30 kgf/m³ 0,3 kn/m³ Impermeabilização de laje 100 kgf/m³ 1 kn/m³ Nota: Avaliando-se o peso próprio dos elementos estruturais, suas dimensões(volume) e multiplicando esses volumes pelos pesos específico de cada material, conforme tabela acima.

16 b) Quanto à forma de aplicação: Concentradas: quando se admite a transmissão de uma força, de um corpo a outro, através de um ponto. A força concentrada não existe, sendo uma simplificação de cálculo. A carga concentrada (pode ser a força ou momento) é uma simplificação para efeito de cálculo. Distribuídas: quando se admite a transmissão de uma força de forma distribuída seja ao longo de um comprimento (simplificação de cálculo) ou, através de uma superfície.

17 b) Quanto à forma de aplicação: Distribuídas: Forças e momentos podem também ser, de forma simplificada, considerados como distribuídos ao longo de um comprimento. Ex.: Em projetos estruturais, as ações das lajes sobre as vigas são exemplos forças de carregamento distribuído linearmente.

18 b) Quanto à forma de aplicação:

19 b) Quanto à forma de aplicação:

20 b) Quanto à forma de aplicação:

21 b) Quanto à forma de aplicação:

22 b) Quanto à forma de aplicação: Classificação Qto ao tipo Qto à forma Forma de distribuição CONCENTRADOS ponto Uniformes, FORÇAS triangulares, AS CARGAS DISTRIBUÍDOS trapezoidais, PODEM SER outras MOMENTOS CONCENTRADOS - DISTRIBUÍDOS -

23 b) Quanto à forma de aplicação:

24 2.5. Premissas de um Projeto Estrutural em C.A de um prédio de múltiplos pavimentos. Se as Lajes da edificação de múltiplos pavimentos tiverem a mesma ocupação, terão a mesma carga acidental; As Lajes descarregam seu peso próprio(carga permanente) mais as cargas acidentais nas vigas; As Vigas suportam além das cargas enviadas pelas lajes, o peso da alvenaria e o peso próprio da viga (carga permanente); Os Pilares andar por andar, recebem as cargas das vigas e o peso do próprio pilar e assim, as cargas que esforçam os pilares são crescentes, andar por andar. As cargas recebidas pelas Sapatas pelos pilares, mais seus pesos próprios, chegam ao solo e aí se dissipam;

25 2.6. Representação dos apoios em Modelos Planos de Estruturas. Existem formas de representação gráfica dos apoios associados as direções de deslocamento dos modelos estruturais, planos de vigas, pórticos e treliças, lajes. Esses apoios são classificados, em função do número de deslocamentos impedidos, conforme segue abaixo:

26 2.6. Representação dos apoios em Modelos Planos de Estruturas. 1. Apoio simples(do 1º genero)/apoio móvel Impede a translação em uma das direções(vertical ou horizontal). Permite a translação na direção perpendicular a impedida. Permite a rotação (em torno de Z).

27 2.6. Representação dos apoios em Modelos Planos de Estruturas. 2. Rótula (apoio do 2º genero)/apoio fixo Impede a translação na direção X. Impede a translação na direção Y. Permite a rotação (em torno de Z).

28 2.6. Representação dos apoios em Modelos Planos de Estruturas. 3. Engaste (apoio do 3º genero)/engastamento fixo Impede a translação na direção X. Impede a translação na direção Y. Impede a rotação (em torno de Z).