Pré-fabricados de concreto ASPECTOS DE PROJETO

Transcrição

1 Pré-fabricados de concreto ASPECTOS DE PROJETO Prof. Arthur Medeiros

2 Aspectos de projeto Princípios e recomendações gerais Vãos, alturas e cargas Execução, transporte, montagem e ligações Ter em conta que a elaboração do projeto é mais trabalhosa, pois engloba o planejamento da construção

3 Aspectos de projeto Resolver as interações da estrutura com as outras partes da construção: Hidráulica Sanitária Elétrica Águas pluviais Ar condicionado

4 Aspectos de projeto Resolver as interações da estrutura com as outras partes da construção: Hidráulica Sanitária Elétrica Águas pluviais Ar condicionado Esquadrias Impermeabilização Isolamento térmico BIM

5 Aspectos de projeto Uma das principais dificuldades das estruturas de concreto prémoldado é a realização das ligações limitações de transporte limitações de equipamentos de montagem custos relacionados a transporte e montagem Minimizar o número de ligações

6 Aspectos de projeto Minimizar o número de ligações

7 Aspectos de projeto Minimizar o número de ligações e elementos

8 Aspectos de projeto Minimizar o número de elementos Produção em série Elementos que desempenham mais de uma função Painéis alveolares Laje TT (laje π) Lajes Paredes

9 Aspectos de projeto Utilização de painel π em fechamento (fachada)

10 Aspectos de projeto Utilizar elementos de mesma faixa de peso Equipamento de montagem é dimensionado para os elementos mais pesados e é mal aproveitado para montar elementos muito leves Se o porte e a logística da obra requerem múltiplos equipamentos este princípio deixa de ser relevante.

11 Aspectos de projeto As facilidades no manuseio, armazenamento, transporte e montagem estão relacionadas com o peso e, principalmente, com a forma do elemento Forma de L Eixo curvo

12 Aspectos de projeto Forma dos elementos pré-moldados Minimizar o consumo de materiais Peso dos elementos Forma da seção transversal Forma do elemento ao longo do seu comprimento

13 Aspectos de projeto Forma dos elementos pré-moldados As empresas de pré-fabricados têm, de modo geral, os perfis já padronizados para os diversos elementos estruturais.

14 Aspectos de projeto Forma dos elementos pré-moldados

19 Aspectos de projeto Esbeltez dos elementos pré-moldados

20 Aspectos de projeto Esbeltez dos elementos pré-moldados

21 Aspectos de projeto Rendimento mecânico das seções transversais

22 Aspectos de projeto No projeto e análise das estruturas devem ser levados em conta os aspectos: a) Comportamentos dos elementos isoladamente; b) Possíveis mudanças do esquema estático; c) Análise do comportamento da estrutura pronta.

23 Aspectos de projeto É pouco usual subdividir os elementos estruturais, quando necessário (por limitações de tamanho: fabricação, transporte ou montagem), se torna obrigatório o uso de pós-tração Montagem no local definitivo com cimbramento Montagem no canteiro e posterior colocação

24 Situações transitórias Transporte/armazenagem Montagem/posição final xl l(1 2x) xl M + = g(xl)2 8 [1 4x] M - = g(xl)2 2 M M + = g(xl)2 8

25 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d I parcial Cuidado com deformações excessivas = 5 ql EI Considerar ações dinâmicas

26 Situações transitórias

27 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d I parcial Armazenamento 7 dias f ck,7d E 7d Cuidado com deformações excessivas = 5 ql EI Considerar ações dinâmicas

28 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d Armazenamento 7 dias f ck,7d E 7d Transporte rodoviário * Montagem 28 dias f ck,28d E 28d I parcial Considerar ações dinâmicas

29 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d Armazenamento 7 dias f ck,7d E 7d Transporte rodoviário * Montagem Seção parcial 28 dias f ck,28d E 28d I parcial

31 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d Armazenamento 7 dias f ck,7d E 7d Transporte rodoviário * Montagem Seção parcial Montagem das lajes 28 dias f ck,28d E 28d 30 dias I parcial

33 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d Armazenamento 7 dias f ck,7d E 7d Transporte rodoviário * Montagem Seção parcial Montagem das lajes 28 dias f ck,28d E 28d 30 dias I parcial Concretagem capa da laje dias f ck,60d E 60d I total

34 Situações transitórias Retirar da forma Transporte interno 1 dia f ck,1d E 1d Armazenamento 7 dias f ck,7d E 7d Transporte rodoviário * Montagem Seção parcial Montagem das lajes Concretagem capa da laje Revestimento Sobrecargas (USO FINAL) 28 dias f ck,28d E 28d 30 dias dias dias I parcial f ck,60d E 60d I total

35 Situações transitórias Efeito dinâmico devido à movimentação da peça Na falta de uma análise mais exata, pode-se empregar um coeficiente de ação dinâmica de forma aproximada: NBR 9062 (2017)

36 Situações transitórias NBR 9062 (2017)

37 Situações transitórias Momentos fletores em painéis devido ao içamento por 4 pontos

38 Situações transitórias Momentos fletores em painéis devido ao içamento por 8 pontos

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40 Situações transitórias Tombamento e estabilidade lateral de vigas devido a vínculos incompletos Deve ser verificada a possibilidade de tombamento e estabilidade lateral durante o içamento de vigas. Vigas altas com pequena rigidez lateral devem ser verificadas na fase de transporte devido à possibilidade de rotação dos apoios em superelevação da pista de rolamento.

41 Situações transitórias Instabilidade lateral

42 Situações transitórias MOMENTOS FLETORES NA ROTAÇÃO

46 Situações transitórias Dimensionamento dos dispositivos de içamento As alças de içamento são os dispositivos mais comuns. As alças, e outros dispositivos de levantamento, devem ser projetadas para 4 vezes o peso a ser levantado. Nas alças podem ser empregados aços CA-25, cordoalhas de protensão e cabos de aço. Não devem ser empregados CA-50 e 60 por falta de ductilidade.

48 Situações transitórias Possíveis formas de ruptura localizada em alças de içamento

49 Situações transitórias A fase de montagem de estruturas pré-moldadas deve ser objeto de grande atenção, devido principalmente à atuação de cargas não simétricas, ação do vento, desvios de execução dos elementos e de montagem e ao fato de as ligações não serem, em muitos casos, efetivadas logo após a colocação dos elementos pré-moldados. Existe indicação de que ¾ dos problemas das estruturas prémoldadas ocorrem na montagem.

50 Situações transitórias No caso de painéis de laje sobre viga, quando colocados não simetricamente, deve-se verificar a excentricidade da carga para um certo número de painéis, compatível com o esquema de montagem previsto. A excentricidade da carga produz torção na viga e em sua ligação com o pilar. O pilar e sua ligação com a fundação são submetidos à flexão correspondente à torção aplicada na viga.

52 Situações transitórias A montagem de painéis sobre fachadas também devem ser objeto de análise. Estabilidade global Efeitos de carregamento não simétrico em pilares

53 Tolerâncias e folgas Desvio (ou erro) é a diferença entre a dimensão básica (prevista) e a correspondente executada (real) Tolerância é o valor máximo aceito para o desvio

54 Tolerâncias e folgas

55 Tolerâncias e folgas

56 Tolerâncias e folgas a) tolerâncias de execução; b) tolerâncias de montagem; c) tolerâncias de locação.

59 Tolerâncias e folgas Tolerâncias de fabricação para elementos pré-moldados NBR 9062(2017) Grupo de elementos prémoldados Seção ou dimensão Tolerância L 5 m ± 10 mm Comprimento 5 m < L 10 m ± 15 mm Pilares, vigas, pórticos e L > 10 m ± 20 mm elementos lineares Seção transversal - 5 mm e + 10 mm Distorção ± 5 mm Linearidade ± L / 1000 L 5 m ± 10 mm Comprimento 5 m < L 10 m ± 15 mm L > 10 m ± 20 mm Painéis, lajes, escadas e Espessura - 5 mm e + 10 mm elementos em placa L 5 m ± 3 mm Planicidade L > 5 m ± L / 1000 Distorção Largura ou altura 1m ± 3 mm a cada 30 cm Largura ou altura > 1m ± 10 mm onde L é o comprimento do elemento pré-moldado

60 Tolerâncias e folgas Tolerâncias de fabricação para elementos pré-moldados NBR 9062(2017) Grupo de elementos prémoldados Telhas e/ou elementos delgados Estacas Comprimento Espessura Distorção Seção ou dimensão L 5 m Tolerância ± 10 mm 5 m < L 10 m ± 15 mm L > 10 m e 50 mm e > 50 mm ± 20 mm - 1 mm e + 5 mm - 3 mm e + 5 mm ± 5 mm Linearidade ± L / 1000 Comprimento ± L / 3000 Seção transversal ou diâmetro ± 5 % Espessura da parede para seções vazadas onde L é o comprimento do elemento pré-moldado + 13 mm / -6 mm Linearidade ± L / 1000

61 COBRIMENTO DAS ARMADURAS NBR 6118 (2014): Projeto de estruturas de concreto X NBR 9062 (2017): Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado

62 COBRIMENTO DAS ARMADURAS

63 COBRIMENTO DAS ARMADURAS NBR 9062 (2017): Pré-moldado

64 Aspectos de projeto Estruturas híbridas Cobertura metálica ou de madeira Alvenaria estrutural Concreto convencional + concreto pré-moldado

65 Aspectos de projeto Utilização de balanços O balanço em vigas ou sacadas pode representar dificuldade para a estrutura pré-moldada. Vigas paralelas podem ser utilizadas, entre outras possíveis soluções. Lajes alveolares possibilitam vãos em balanço pequenos.

66 Utilização de balanços Aspectos de projeto

73 Utilização de balanços Aspectos de projeto 73

75 Utilização de balanços Aspectos de projeto 75

78 Coordenação modular Aspectos de projeto A coordenação modular corresponde ao relacionamento entre as dimensões dos elementos e a dimensão da construção por meio de uma dimensão básica. O objetivo é criar uma ordem dimensional para a padronização, facilitando a compatibilização do arranjo dos elementos, quanto à estrutura e demais partes da construção.

79 Coordenação modular Aspectos de projeto O projeto é desenvolvido utilizando uma malha de projeto, feita a partir de uma malha modular, cuja unidade básica é o módulo. As dimensões dos componentes devem se ajustar à essa malha de projeto. Cantos e cruzamentos podem apresentar problemas.

80 Coordenação modular Aspectos de projeto

81 Estabilidade global Ação da laje como diafragma com núcleo rígido

82 Estabilidade global Ação da laje como diafragma com núcleo rígido Ação lateral Ação lateral Ação lateral Laje comportando-se como diafragma Laje comportando-se como diafragma Ação lateral Transferência dos esforços no plano da laje para o núcleo de contraventamento Transferência dos esforços no plano da laje para o núcleo de contraventamento Núcleo de contraventamento Núcleo de contraventamento

85 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem Coeficiente Gama-Z (g z ) Coeficiente Alfa (a) P-Delta (P-D) γ Z = 1 1 M D M 1 Força vertical x deslocamento horizontal Momento de tombamento: Força horizontal x deslocamento vertical

86 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem g z 1,1 estrutura de Nós Fixos g z > 1,1 estrutura de Nós Móveis Efeitos de 2ª ordem podem ser desprezados NBR 6118(2014) g z 1.00 Significado Efeitos de segunda ordem praticamente inexistentes

87 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem g z 1,1 estrutura de Nós Fixos g z > 1,1 estrutura de Nós Móveis Efeitos de 2ª ordem podem ser desprezados NBR 6118(2014) g z 1.00 Significado Efeitos de segunda ordem praticamente inexistentes 1.10 Efeitos de 2ª ordem em torno de 10% dos efeitos de 1ª ordem

88 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem g z 1,1 estrutura de Nós Fixos g z > 1,1 estrutura de Nós Móveis Efeitos de 2ª ordem podem ser desprezados NBR 6118(2014) g z 1.00 Significado Efeitos de segunda ordem praticamente inexistentes 1.10 Efeitos de 2ª ordem em torno de 10% dos efeitos de 1ª ordem 1.20 Efeitos de 2ª ordem em torno de 20% dos efeitos de 1ª ordem

89 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem g z 1,1 estrutura de Nós Fixos g z > 1,1 estrutura de Nós Móveis Efeitos de 2ª ordem podem ser desprezados NBR 6118(2014) g z 1.00 Significado Efeitos de segunda ordem praticamente inexistentes 1.10 Efeitos de 2ª ordem em torno de 10% dos efeitos de 1ª ordem 1.20 Efeitos de 2ª ordem em torno de 20% dos efeitos de 1ª ordem 1.30 Denotam um grau de instabilidade elevado buscar 1.20

90 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem g z 1,1 estrutura de Nós Fixos g z > 1,1 estrutura de Nós Móveis Efeitos de 2ª ordem podem ser desprezados NBR 6118(2014) g z 1.00 Significado Efeitos de segunda ordem praticamente inexistentes 1.10 Efeitos de 2ª ordem em torno de 10% dos efeitos de 1ª ordem 1.20 Efeitos de 2ª ordem em torno de 20% dos efeitos de 1ª ordem 1.30 Denotam um grau de instabilidade elevado buscar Estrutura instável e impraticável

91 Estabilidade global Métodos de análise de efeitos de segunda ordem Vários coeficientes g z para uma estrutura? A verificação da estabilidade global de um edifício deve ser feita para TODAS AS COMBINAÇÕES DE CARREGAMENTO (ELU) E TODAS devem garantir segurança!

92 Estabilidade global As ligações no concreto pré-moldado deixam a estrutura mais deformável

93 Aspectos de projeto Colapso progressivo ruptura em cadeia

96 Aspectos de projeto Como fazer as estruturas resistentes ao Colapso progressivo?

97 Aspectos de projeto Como fazer as estruturas resistentes ao Colapso progressivo? Tirantes ligando os panos de laje e elementos de fachada Armadura negativa nas lajes e vigas Enrijecimento das ligações

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