ATUALIZAÇÃO EM SISTEMAS ESTRUTURAIS

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1 AULAS 02 ATUALIZAÇÃO EM SISTEMAS ESTRUTURAIS Prof. Felipe Brasil Viegas Prof. Eduardo Giugliani 0 AULA 02 CONCRETO ARMADO COMO ELEMENTO ESTRUTURAL Norma NBR 6118/ Comentários Gerais ELEMENTOS ESTRUTURAIS ESPECIAIS Abertura em Elementos de Concreto 1 1

2 AULA 03 ELEMENTOS ESTRUTURAIS ESPECIAIS Punção em Lajes Console Curto Dente Gerber Viga de Equilíbrio Viga Parede Reservatórios 2 AULA 04 INSTABILIDADE GERAL DE EDIFÍCIOS Fator Gama-Z e Fator Alfa MODELAGEM DE PAVIMENTOS Tipologias Básicas INDICADORES GERAIS DE PROJETO Características Gerais 3 2

3 AULA 05 ESTUDO DE CASO Recuperação Estrutural VISITA TÉCNICA Elementos Estruturais Modelos Estruturais 4 CONCRETO ARMADO COMO ELEMENTO ESTRUTURAL A Nova Norma NB-1 NBR 6118/ complexa + completa + integradora: CS, CA, CP exige maior ferramental para sua aplicação 5 3

4 Impacto nas áreas de formação básica Materiais... durabilidade... macro clima x micro clima!!!... classificação mais rigorosa... classe de agressividade ambiental: CAA fator a/c fck mínimo cobrimento mínimo 6 Impacto nas áreas de formação básica Técnicas Construtivas Planejamento e Gerenciamento Orçamento e Custos dimensões mínimas adequação de materiais maior consumo de concreto 7 4

5 Impacto nas áreas de formação básica Estruturas de Concreto estruturas clássicas As min variando com o fck menor As w maior espessura > b w estruturas especiais... console curto, viga parede, punção... blocos... estabilidade global determinação de solicitações nos pilares > complexidade... Fator a,..., Fator gz,... 8 Comentários Gerais (1) Objetivos Aplicada para CSimples + CArmado + CProtendido 2000 kg/m 3 < NB/1 < 2800 kg/m 3 Não inclui sismo, impacto, explosão e fogo. Vale também para pré-moldados, pontes e viadutos, silos,... complementados por NB s específicas (2) Simbologia Tensões últimas Esforços Resistentes Máximos 9 5

6 Comentários Gerais (3) Qualidade Qualidade da Estrutura Capacidade Resistente: segurança à ruptura Desempenho em Serviço: condições de Utilização Durabilidade: resistência às influências ambientais Qualidade do Projeto Avaliação de Conformidade Antes da Construção e Durante o projeto 10 Comentários Gerais (4) Durabilidade Vida Útil: no todo ou em partes Agressividade do ambiente: no todo ou em partes CLASSE AGRESSIVIDADE AMBIENTE RISCO I II III IV FRACA MODERADA FORTE MUITO FORTE RURAL SUBMERSA URBANA MARINHA INDUSTRIAL MARÉ INSIGNIFI- CANTE PEQUENO GRANDE ELEVADO 11 6

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8 Comentários Gerais (5) Critérios para Durabilidade Agressividade Qualidade do Concreto CONCRETO TIPO AGRESSIVIDADE I II III IV a/c em massa CA =< 0,65 =< 0,60 CP Classe CA >= C20 >= C25 concreto CP

9 Comentários Gerais (6) Critérios para Durabilidade Agressividade Cobrimento (+ tolerância de 10mm) TIPO ELEMENTO AGRESSIVIDADE CA LAJE I II III IV VIGA/PILAR Cobrimentos CP TODOS (mm)

10 Comentários Gerais (7) Propriedades Concreto Simples: kg/m 3 Concreto Armado: kg/m 3 Resistência à Compressão f ckj f ck (28dd) f ck = f cm 1,645.S Resistência à Tração Desvio Padrão S = [Σ(f ci f cm ) 2 /(n -1)] 1/2 f ctk,inf f ct,m f ctk,sup 0,7.f ct,m 0,3.f ck 2/3 1,3.f ct,m 18 MÓDULO DE ELASTICIDADE LONGITUDINAL CONCRETO E C = 5600 (fck) ½ E CS = (fck) ½ E = s/e AÇO E s = MPa 19 10

11 Comentários Gerais (12) Resistências: fatores de minoração 20 Comentários Gerais (13) Limites: Dimensões e Deslocamentos Dimensões Mínimas Vigas Vigas-Parede: Pilares 12 cm 15 cm 19 cm (19cm > b >= 12cm: varia coef. de majoração: 1,4x1,35 = 1,89!!!) Lajes 5 cm coberturas sem balanço 7 cm piso / cobertura com balanço 10 cm estacionamento (<30KN) 12 cm estacionamento (>30KN) 16 cm lajes planas 21 11

12 Observação: Para casos de b menor do que 19 cm, a Norma exige que o coeficiente de majoração seja alterado de acordo com a tabela seguinte: 22 Comentários Gerais (14) Limites: Dimensões e Deslocamentos Deslocamentos (flechas) Classificados em Grupos Aceitabilidade Sensorial Laje e Viga L/250 Efeitos Estruturais em Serviço Lajes para coleta de águas pluviais,... Efeitos em Elementos não Estruturais Paredes L/ mm Efeitos em Elementos Estruturais 23 12

13 FLECHA... concreto instantânea f o = β. M.L 2 /(E.J) diferida... infinita f i = (1 + α f ).f o E... Aço Madeira 24 Comentários Gerais (15) Instabilidade e Efeito de 2ª Ordem Análise da Estrutura nós fixos nós móveis Processos Aproximados 25 13

14 Comentários Gerais (17) Dimensionamento de Elementos Lineares: Vigas e Pilares VIGAS Md min = 0,8 W o. f ctk,sup Taxa mínima de armadura de flexão Seção f ck C20 C30 taxa = retangular 0,15 0,173 As min /Ac ESTRIBOS VIGAS As wmin = 0,2 f ct,m / f ywk PILARES As min = 0,4% Ac As max = 8% Ac... cuidado na emenda 26 Ac = b.h Comentários Gerais (18) Dimensionamento de Lajes CA armadura passiva Tipo de Armadura Taxa de Armadura (*) As negativa As positiva (1 direção) As positiva (2 direções) As positiva secundária >= mínima >= mínima 67% mínima >= 20%As; >=0,9cm 2 /m; >=50%mínima (*) considerar como mínima a As indicada para as VIGAS 27 14

15 ARMADURA MÍNIMAS EM LAJES 28 ARMADURA MÍNIMAS DE FLEXÃO 29 15

16 Comentários Gerais (19) Elementos Especiais Vigas-Parede bi-apoiada: L/h<2 ; contínuas: L/h<3 Consolos e Dentes Gerber Sapatas Blocos de Estacas (20) Ações Dinâmicas (21) Concreto Simples (22) Interfaces do Projeto construção utilização - manutenção 30 ANCORAGEM DE ARMADURA NBR 6118/2003 Itens: 9.4; ; ; ; ; O comprimento básico de ancoragem (L b ) reto de uma barra, necessário para ancorar a força A f L é dado por: b φ = 4 f f yd bd S yd 31 16

17 L = α L A L Scalc b, nec b b,min ASef L L b φ = 4 f f yd bd 0.3 Lb mm b, min φ Lb nec AS, calc = α Lb 0. 3 L A S, ef b α A S, ef AS, calc 32 COMPRIMENTO DE ANCORAGEM DE ACORDO COM A NBR 6118/2003 Lb básico abril.2008 Prof. Eduardo Giugliani, PUCRS fck (Mpa) Aço Ø Area Peso Tipo mm cm2 kg/m Lb em cm 3,4 0,090 0, ,2 0,140 0, ,6 0,170 0, ,0 0,200 0, ,0 0,280 0, ,4 0,320 0, ,0 0,385 0, eta1 8,0 0,500 0, ,40 Lb em Ø CA 60 Tipo mm cm2 kg/m Lb em cm 6,3 0,315 0, ,0 0,500 0, ,0 0,800 0, ,5 1,250 1, ,0 2,000 1, ,0 3,150 2, ,5 4,000 3, ,0 5,000 4, eta1 32,0 8,000 6, ,25 Lb em Ø CA 50 Lb básico comprimento de ancoragem básido = Ø / 4 x fyd / fbd ( para barras comprimidadas/tracionadas) Ø = diâmetro da armadura fyd = resitência de cálculo do aço = fyk/1.15 fbd = resistência de aderência de cálculo entre o concreto e a armadura = η1.η2.η3.0,15.(fck)² / ³ η = coeficientes para cálculo da tensão fbd: η1=coef. de conformação do aço; η2 = 1.0; η3 = 1.0 (ver item ) 10 cm Lb nec comprimento de ancoragem necessário = α x Lb x Ascal / Asef Lb min 10 Ø α = 1.0 ancoragem reta, sem gancho 0.33 Lb α = 0.7 ancoragem com gancho, com cobto no plano normal ao gancho 3Ø α = 0.5 ancoragem com gancho e barra transversal (ver itens e ) As cal = armadura calculada As ef = armadura efetiva Obs: Para barras comprimidas (caso de pilares) não poderá ser Lb min comprimento de ancoragem mínimo utilizado gancho, somente ancoragem reta

18 34 ABERTURAS EM ELEMENTOS DE CONCRETO Não devem apresentar diâmetro superior a 1/3 da largura da viga; A distância mínima do furo à face da viga deve ser de 5 cm ou duas vezes o cobrimento da armadura especificado; No caso de vários furos, estes devem estar espaçados de, no mínimo, 5 cm ou o valor do diâmetro do furo, devendo manter pelo menos um estribo nesta região

19 1.Vigas Dispensa de reforço de armadura, caso sejam observadas as seguintes condições: - Furos posicionados na zona de tração do elemento e a uma distância mínima do apoio equivalente à duas vezes a altura da viga (2h); - Dimensões máximas do furo de 12 cm ou h/3; -Distância entre os furos, em mesmo vão, de no mínimo 2h Lajes Dispensa de reforço de armadura, sendo as lajes armadas em duas direções, e observadas as seguintes condições: - As dimensões da abertura devem corresponder a, no máximo, 1/10 do vão menor da laje ver Figura 2; -A distância mínima entre o bordo da laje e a face da abertura deve ser, no mínimo, de ¼ do vão na direção considerada ver Figura 2; -A distância entre as faces de aberturas adjacentes deve ser maior que ½ do menor vão da laje

20 Canalizações Para o caso de canalizações embutidas (NBR 6118/2003, item ), posicionadas ao longo do eixo longitudinal do elemento de superfície, para o caso de Lajes, ou no interior de um elemento linear, para o caso de Vigas e Pilares, fica proibida sua ocorrência nos seguintes casos: - Canalizações sem isolamento quando destinadas à passagem de fluidos com variação de temperatura superior à 15ºC em relação ao ambiente, desde que não isoladas ou verificadas para esta finalidade; - Canalizações destinadas a suportar pressões internas superiores a 0,3 MPa; - Canalizações embutidas em pilares de concreto, tanto imersas no material ou em espaços vazios internos do elemento, sem a existência de aberturas para drenagem. 38 ABERTURAS EM VIGAS Preferencialmente, quando possível, deve-se projetar aberturas em vigas permitindo a permanência das bielas de compressão devido à existência das forças cortantes, conforme ilustra a figura. Caso o comprimento seja maior que 60 cm recomenda-se considerar no dimensionamento

21 MODELO TIPICO DE ABORDOGEM PARA O DIMENSIONAMENTO DE ABERTURAS EM VIGAS 40 ABERTURAS EM VIGAS DETALHE TÍPICO DE REFORÇO 41 21

22 Eduardo Giugliani Felipe Brasil Viegas 42 22