DIMENSIONAMENTO E VERIFICAÇÃO FRENTE AOS ESTADOS LIMITES

Transcrição

1 ECC 1008 ESTRUTURAS DE CONCRETO DIMENSIONAMENTO E VERIICAÇÃO RENTE AOS ESTADOS LIMITES (Eifício Moelo) Prof. Gerson Moacyr Sisnieas Alva

2 ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS

3 COMBINAÇÕES DE AÇÕES DO ESTADO LIMITE ÚLTIMO Ações permanentes: q,sob Peso próprio os materiais construção Ações variáveis: q,vento1 q,vento2 Sobrecara Vento a 0 rau Vento a 90 raus 0,sob 0,7 0,vento 0,vento 0,6 0,6 1,4 q 1,4 Obs: Em iversas situações práticas, poe ser necessária a consieração e ações aicionais, como recalques, retração e fluência (permanentes) e variações e temperatura (variáveis)

4 Combinações para vento 0 Combinação 1: Sobrecara como ação variável principal q q,sob 0,vento q,vento1 1,4 1,4 q,sob 0,6 q,vento1 1,4 1,4 q,sob 0,84 q,vento1 Combinação 2: Vento à 0 rau como ação variável principal q 0,sob q,sob q,vento1 1,4 1,4 0,7 q,sob q,vento1 1,4 0,98 q,sob 1,4 q,vento1

5 Combinações para vento 90 De forma análoa: Combinação 3: Sobrecara como ação variável principal 1,4 1,4 q,sob 0,84 q,vento2 Combinação 4: Vento à 90 raus como ação variável principal 1,4 0,98 q,sob 1,4 q,vento2 Observações: Na prática, poe ser necessário testar mais possibiliaes (combinações) Aproveitar vantaens os recursos computacionais (softwares) No trabalho, será amitio como mínimo as quatro combinações apresentaas Aplicar expressões erais para caa tipo e ação (não somar maça + laranja )

6 Ações verticais nas vias V1,V2 e V4 (eifício moelo) Pavimento tipo (valores nominais) Cobertura (valores nominais) q=2,41kn/m q=2,41kn/m q=2,41kn/m q=2,41kn/m =15,62kN/m =10,48kN/m =15,62kN/m =11,24kN/m =6,10kN/m =11,24kN/m V1 V1 P1 q=7,48kn/m P2 q=5,74kn/m P3 q=7,48kn/m P4 P1 q=7,48kn/m P2 q=5,74kn/m P3 q=7,48kn/m P4 =24,06kN/m =18,69kN/m =24,06kN/m =18,18kN/m =20,69kN/m =18,18kN/m V2 V2 P5 q=1,90kn/m P6 P7 q=1,90kn/m P8 P5 q=2,41kn/m P6 P7 P8 q=2,18kn/m q=2,41kn/m =14,54kN/m =10,48kN/m =14,54kN/m =10,16kN/m =12,77kN/m =10,16kN/m V4 V4 P9 P10 G=7,25kN P11 P12 P9 P10 G=11,01kN P11 P12 Q=9,08kN

7 1,4 1,4 Como exemplo: Combinação 1 q,sob q,vento1 Via V2: Pavimento tipo 0,84 Trecho P5-P6 P7-P8 p 1,4 24,06 1,4 7,48 0, ,16kN/ m Trecho P6-P7 p 1,4 18,69 1,4 5,74 0, ,20kN/ m Via V2: Cobertura Trecho P5-P6 P7-P8 p 1,4 18,18 1,4 7,48 0, ,92kN/ m Trecho P6-P7 p 1,4 20,69 1,4 5,74 0, ,00kN/ m Iem para as emais vias o pórtico plano associao (V1 e V4) Não esquecer as caras concentraas

8 1,4 1,4 0,84 Combinação 1 q,sob q,vento1 Cara vertical total: Pavimento tipo W 1,4G k G k 1546kN Q k 295kN 1,4 Q k Obtios em sala e aula W 1, , kN Cara vertical total: Cobertura G k 2016kN Q k 355kN (já inclui a cara o reservatório: 600kN) (inclui sobrecara a casa e máquinas) W 1, , kN As caras verticais totais por pavimento serão utilizaas no cálculo o z

9 Ações horizontais e vento à 0 (eifício moelo) (Valores nominais) 1,4 Combinação 1 1,4 q,sob 0,84 q,vento1 h,cob, h,5, 0,84 38,66 0,84 37,28 32,47kN 31,32kN h,4, 0,84 35,65 29,95kN h,3, 0,84 33,66 28,27kN h,2, 0,84 31,03 26,07kN h,1, 0,84 27,01 22,69kN

10 Ações e cálculo a Combinação 1 (eifício moelo) 28,13kN 32,47kN 19,11kN/m 8,54kN/m 19,11kN/m 35,92kN/m 37,00kN/m 35,92kN/m 17,60kN/m 20,93 kn/m 17,60kN/m 31,32kN 29,95kN 28,27kN 26,07kN 22,69kN 25,24kN/m 14,67kN/m 25,24kN/m 44,16kN/m 34,20kN/m 44,16kN/m 23,02kN/m 14,67kN/m 23,02kN/m V1 V2 V4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 10,15kN P10 P11 P12 Observações: Para a obtenção os eslocamentos horizontais não foram lançaos o peso próprio os pilares, as reações verticais os pórticos perpeniculares nem as ações provenientes o reservatório no nível a cobertura (simplificação). As ações provenientes o reservatório serão computaas no cálculo a cara vertical total a cobertura, para a eterminação o coeficiente z.

11 Obtenção e esforços e eslocamentos a combinação 1 Processar pórtico (prorama computacional) Obter o eslocamento horizontal e caa pavimento: hi, Observação importante: É necessária a consieração a não-lineariae física (especialmente no ELU) Reução a riiez à flexão EI: EI 0,4.E. I ci c EI 0,8.E. I ci c Para vias Para pilares E E Ic ci E fck (MPa) epene o areao raúo (0,7 à 1,2: vie item a NBR 6118) Momento e inércia a seção bruta

12 Avaliação os efeitos lobais e 2 orem Cálculo o coeficiente z: Combinação 1 Pavimento Cota (m) hi, (kn) W i, (kn) hi, (mm) DM tot,(i) (kn.m) M1 tot,(i) (kn.m) Cobertura 16,80 32, ,70 58,75 545,50 5 pav. 14,00 31, ,48 42,47 438,48 4 pav. 11,20 29, ,58 37,57 335,44 3 pav. 8,40 28, ,79 30,38 237,47 2 pav. 5,60 26, ,21 21,16 145,99 1 pav. 2,80 22, ,83 9,87 63,53 Base Soma DM tot, = 200,2 M1 tot, = 1766,4 z 1 1 DM M tot, 1,tot, ,2 1766,4 1,128 1,10 Consieração obriatória os efeitos e 2 orem (Estrutura e nós móveis)

13 Multiplicar as ações horizontais por z = 1,128 28,13kN 1,128x32,47kN 19,11kN/m 8,54kN/m 19,11kN/m 35,92kN/m 37,00kN/m 35,92kN/m 17,60kN/m 20,93 kn/m 17,60kN/m 1,128x31,32kN 1,128x29,95kN 1,128x28,27kN 1,128x26,07kN 1,128x22,69kN 25,24kN/m 14,67kN/m 25,24kN/m 44,16kN/m 34,20kN/m 44,16kN/m 23,02kN/m 14,67kN/m 23,02kN/m V1 V2 V4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 10,15kN P10 P11 P12 Reprocessar pórtico para obter os esforços amplificaos (1orem+2orem) Esforços totais a combinação

14 Mesmos proceimentos para as combinações restantes o ELU Combinação 2 Combinação 3 Combinação 4 Combinação n... Notano que é pruente na maioria os projetos estruturais: z 1,30 Envoltória e esforços para o imensionamento as seções e armauras (vias, lajes, pilares*, sapatas, blocos, etc) * Consierar aina os efeitos locais e 2 orem

15 ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO

16 ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Verificação e eformações excessivas lechas verticais em vias e lajes lechas horizontais o eifício (já realizaa com a seqüência proposta na isciplina) Verificação e abertura e fissuras Verificação e vibrações excessivas Combinações necessárias: Combinação Quase-Permanente Combinação reqüente Combinação Rara

17 Recomenações para a efinição as formas estruturais em eifícios e concreto 1) Pré-imensionar as seções e lajes, vias e pilares O estabelecimento as imensões prévias as seções poe ser feita por meio e cálculos simplificaos e rotina ou por intuição e vivência o problema. Respeitar as imensões limites os elementos estruturais seuno a NBR ) Levantar as ações verticais e horizontais nos elementos estruturais Calcular as caras verticais nos pavimentos (parcela permanente e parcela variável). Lançar vento e esaprumo em vários ânulos e inciência, conforme a simetria a estrutura. Verificar a necessiae e lançar vento e esaprumo simultaneamente. Calcular as ações sísmicas (vie zona sísmica). Obs: Verificar a necessiae e consieração e ações aicionais, como recalques, retração e fluência, variações e temperatura, entre outras.

18 3) Processar o pórtico espacial (ou a associação e pórticos planos) para a obtenção os eslocamentos horizontais no topo o eifício e os eslocamentos relativos entre pavimentos consecutivos, provocaos pela ação o vento (combinação freqüente o E.L.S.) Os valores esses eslocamentos não evem ultrapassar os limites a norma e projeto (vie tabela 13.3 a NBR 6118). Se esses eslocamentos não respeitarem os limites a norma, eve-se moificar a orientação os pilares e/ou enrijecer a estrutura (aumentar imensões e pilares e vias), procurano-se reuzir tais eslocamentos. 4) Processar o pórtico espacial (ou a associação e pórticos planos) com as combinações e ações possíveis no E.L.U., incluino as ireções e vento e esaprumo analisaas. Para caa combinação, eve-se obter os eslocamentos horizontais nos pavimentos e calcular o coeficiente ama z ( z ), a fim e consierar a amplificação os esforços na estrutura ecorrente os efeitos e 2 orem. Se z < 1,10, a NBR 6118 permite esprezar os efeitos e 2 orem.

19 Se 1,10 z 1,30, eve-se multiplicar as ações horizontais por z e recalcular os esforços solicitantes na estrutura para a combinação em questão. Com os esforços amplificaos serão imensionaas as armauras nos elementos estruturais. Se z > 1,30, é pruente enrijecer a estrutura para reuzir o valor e z (ou seja, reuzir a instabiliae a estrutura). Isso poe ser feito, por exemplo, com o aumento as seções os pilares e/ou as vias, com o empreo e pilaresparee ou com o aumento a resistência o concreto (f ck ). 5) Dimensionar os elementos estruturais frente aos Estaos Limites Com os esforços solicitantes obtios nas combinações os Estaos Limites Últimos, imensionar as armauras necessárias aos elementos estruturais (pilares, vias, lajes, sapatas, blocos sobre estacas, etc). Verificar os Estaos Limites e Serviço: eformações excessivas (flechas verticais em vias e lajes; flechas horizontais o eifício), controle a fissuração e vibrações excessivas.