ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO I 13 DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS RELATIVAS A PILARES E PAREDES

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1 13 DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS RELATIVAS A PILARES E PAREDES PROGRAMA 1. Introdução ao betão armado 2. Bases de Projecto e Acções 3. Propriedades dos materiais: betão e aço 4. Durabilidade 5. Estados limite últimos de resistência à tracção e à compressão 6. Estado limite último de resistência à flexão simples 7. Estado limite último de resistência ao esforço transverso 8. Disposições construtivas relativas a vigas 9. Estados limite de fendilhação 10. Estados limite de deformação 11. Estados limite últimos de resistência à flexão composta com esforço normal e à flexão desviada 12. Efeitos de segunda ordem provocados por esforço axial 13.Disposi Disposições construtivas relativas a pilares e paredes 14. Estado limite último de resistência à torção Válter Lúcio Maio ÍNDICE 1. Esforço transverso em pilares e paredes 2. Regras gerais para zonas sísmicas 3. Disposições construtivas em pilares 4. Disposições construtivas em paredes 5. Nós viga-pilar Válter Lúcio Maio

2 1. ESFORÇO O TRANSVERSO EM PILARES E PAREDES VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA: V Ed V Rd,s V V Rd,s Rd,max A sw = fywd z cotgθ s V Ed V Rd,max = α cw ν1 fcd bw z cotgθ + tgθ - valor de cálculo do esforço transverso equilibrado pela resistência da armadura transversal. 1.0 cotg θ 2.5 f ywd = f yd 45º θ 21.8º Valor corrente em elementos comprimidos: cotg θ = 2 ; θ = 26.6º - valor de cálculo do esforço transverso resistente máximo, correspondente à resistência à compressão das escoras de betão. f com f ck em MPa ν = ck = 1 + σ cp /f cd para 0 < σ cp 0.25 f cd = 1.25 = 2.5 (1 - σ cp /f cd ) para 0.25 f cd < σ cp 0.5 f cd para 0.5 f cd < σ cp 1.0 f cd σ cp =-N Ed /(A c + αa s ) Válter Lúcio Maio σ cp /f cd ROTURA POR ESFORÇO TRANSVERSO EM PILARES DEVIDO À ACÇÃO SÍSMICA Válter Lúcio Maio

3 2. REGRAS GERAIS PARA ZONAS SÍSMICASS SMICAS Nos elementos estruturais primários para os sismos apenas se podem usar aços das classes de ductilidade B e C. σ MPa f tk = k f yk f yk Classe de ductilidade k = (f t /f y ) k ε uk (%) A 1,05 2,5 B 1,08 5,0 C 1,15 < 1,35 7, ε uk ε % No EC8 (EN1998), para efeitos da análise e pormenorização das estruturas para responderem às acções sísmicas, definem-se três classes estruturais: classe de ductilidade baixa DCL (low ductility class) classe de ductilidade média DCM (medium ductility class) classe de ductilidade alta DCH (high ductility class) No que se segue, considera-se que a estrutura é da classe de ductilidade média DCM (medium ductility class). Para a classe de ductilidade média (DCM) não devem ser usados betões de classe de resistência inferior a C16/20 nos elementos estruturais primários. Válter Lúcio Maio E 2 E E 1 - Uma estrutura mais dúctil, garantindo maiores deslocamentos horizontais, pode ser menos resistente. E -E - As duas estruturas são igualmente eficientes se possuírem a mesma energia de deformação. Válter Lúcio Maio E

4 ZONAS CRÍTICAS EM PILARES Forças estáticas equivalentes à acção sísmica Momentos devido à acção sísmica l cl l cr l cr = max{h; l cl /6; 0.45m} l cr - comprimento da zona crítica do pilar h l cr Zonas críticas zonas onde se podem formar rótulas plásticas devido à acção sísmica Válter Lúcio Maio Para uma estrutura possuir maior ductilidade, terá que respeitar maiores exigências de pormenorização nas zonas críticas, designadamente: Estribos e cintas mais apertados para: confinar o betão, garantindo que este resiste a maiores deformações e ciclos de compressão-tracção; controlar a encurvadura das armaduras, as quais estão também sujeitas a maiores ciclos de compressão-tracção. Menores quantidades de armadura traccionada e maiores quantidades de armadura comprimida, garantindo, assim, que as armaduras plastificam devido à flexão das vigas. Válter Lúcio Maio

5 1. DISPOSIÇÕES CONSTRUTIVAS EM PILARES Dimensões mínimas dos pilares: b min = 0.20m; D = 0.25m (valores recomendados) ARMADURAS LONGITUDINAIS: φ l,min = 10mm A s,min = max { 0.10 N Ed / f yd ; 1% A c } A s,max = 4% A c Nas zonas de emendas por sobreposição este valor pode ser elevado para o dobro. Pilares poligonais: devem ser colocados pelo menos um varão em cada canto e um varão em cada face. Pilares circulares: devem ser colocados pelo menos 4 varões. (em geral coloca-se pelo menos 6 varões) Válter Lúcio Maio A distância de um varão não cintado a um varão cintado não deve exceder 0.15m. 0.20m A distância entre dois varões cintados não deve exceder 0.20m nas zonas críticas (EN1998.1). Nas zonas críticas -ν 0.65 ; ω m ARMADURAS TRANSVERSAIS: φ t,min = max {6mm; φ l /4} Espaçamento nas zonas correntes nas zonas críticas s l,max = min {15 φ l ; b min ; 0.30m} s l,max = min {8 φ l ; b 0 /2 ; 0.175m} b 0 é a menor dimensão do núcleo cintado, entre eixos das cintas. Núcleo cintado 0.15m nas zonas de emenda por sobreposição devem ser colocadas pelo menos 3 cintas igualmente espaçadas no comprimento de sobreposição, e o afastamento entre elas não deve exceder s l,max = min {12 φ l ; 0.6 b min ; 0.24m} Válter Lúcio Maio b 0

6 COLAPSO DE PILARES DEVIDO À ACÇÃO SÍSMICA CAUSADA POR INSUFICIÊNCIA DE CINTAGEM DO BETÃO E DAS ARMADURAS LONGITUDINAIS Encurvadura das armaduras longitudinais na zona crítica Esmagamento do betão na zona crítica Válter Lúcio Maio PORMENORIZAÇÃO ARMADURAS VERTICAIS 0.4% A c A sv 4% A c s V 0.30m ARMADURAS HORIZONTAIS Nos pilares fictícios aplicamse as regras de cintagem dos pilares. Nas almas as armaduras devem respeitar as regras de dimensionamento e de pormenorização das armaduras de esforço transverso. Quantidade de armadura horizontal A sh 0.5 A sv Diâmetro da armadura horizontal φ H φ V / 4 Válter Lúcio Maio

7 PROGRAMA 1. Introdução ao betão armado 2. Bases de Projecto e Acções 3. Propriedades dos materiais: betão e aço 4. Durabilidade 5. Estados limite últimos de resistência à tracção e à compressão 6. Estado limite último de resistência à flexão simples 7. Estado limite último de resistência ao esforço transverso 8. Disposições construtivas relativas a vigas 9. Estados limite de fendilhação 10.Estados limite de deformação 11.Estados limites últimos de resistência à flexão composta com esforço normal e à flexão desviada 12.Efeitos de segunda ordem provocados por esforço axial 13.Disposições construtivas relativas a pilares e paredes 14. Estado limite último de resistência à torção Válter Lúcio Maio