PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS …

ESTRUTURA

COLUNA

VIGA

LAGE

ARCO TIRANTE

PAREDE NÃO ESTRUTURAL ►

DEVEM ESTAR

DEVIDAMENTE

CONECTADOS …

… TRANSMITIR CARGAS

ESTRUTURA REQUISITOS NECESSÁRIOS

EQUILÍBRIO E ESTABILIDADE

RESISTÊNCIA E RIGIDEZ

TIPOS DE

SISTEMAS ESTRUTURAIS

VIGA-COLUNA (QUADRO)

EXECUÇÃO SIMPLES

BAIXO CUSTO DE CONSTRUÇÃO

VOLUME RELATIVAMENTE PEQUENO

LIBERDADE NO PLANEJAMENTO INTERNO E EXTERNO

AÇO

CONCRETO

ARMADO

MADEIRA

PAREDES ESTRUTURAIS

CONSTRUÇÃO MAIS SIMPLES E CONSIDERAVELMENTE DE

MENOR CUSTO QUE O SISTEMA DE VIGA-COLUNA, MAS

NÃO PERMITE TANTA LIBERDADE NO PLANEJAMENTO

INTERNO E EXTERNO

ALVENARIA

ESTRUTURAL

CONCRETO

ARMADO

MADEIRA

ESTRUTURAL

INSTALAÇÕES

OUTROS

PROJETO DE ARQUITETURA

EDIFÍCIOS DE ANDARES MÚLTIPLOS

DEVE SER

DESENVOLVIDO

INTEGRADO AOS

PROJETOS:

RESIDENCIAIS

COND. PYEMONTESE – Goiânia Prof. e Arq. Aroldo Márcio Ferreira

EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS

Goiânia, GO

COMERCIAIS

PAVIMENTOS – TIPO (PAVIMENTOS SUPERIORES)

NORMALMENTE CONSTITUÍDOS:

GARAGEM (SUBSOLO)

RECEPÇÃO, ACESSO AOS

ELEVADORES E ESCADAS (TÉRREO)

EDIFÍCIO QUADRA HUNGRIA - SP Arq. Miguel Juliano

USO MISTO (Ex.: Comercial e Residencial)

RESIDENCIAL (PAVIMENTOS

SUPERIORES)

COMERCIAL (PRIMEIROS

PAVIMENTOS)

TRUMP TOWER – New York Arq. Swanke, Hayden, Connell and Partners

GARAGENS LOCALIZADAS NO SUBSOLO

POSIÇÃO DOS PILARES?

DEVE SER COMPATÍVEL COM ÁREAS DE

MANOBRAS E ESTACIONAMENTO

INCOMPATIBILIDADE DO

POSICIONAMENTO DOS PILARES

PAVIMENTOS – SUBSOLO

SOLUÇÃO ?

ESTRUTURA DE TRANSIÇÃO ?

COND. PYEMONTESE – Goiânia

PROF. E ARQ. AROLDO MÁRCIO FERREIRA

EDIFÍCIO QUADRA HUNGRIA – São Paulo

ARQ. MIGUEL JULIANO

EDIFÍCIO ATRIUM VI – São Paulo

AFLALO & GASPERINI

BRUNSWICK BUILDING – Chicago SKIDMORE, OWINGS & MERRILL

ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO DE TERRA

NOS SUBSOLOS

MUROS DE ARRIMO CONVENCIONAIS

CORTINAS DE ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS

OU

NA CONCEPÇÃO ARQUITETÔNICA CONSIDERAR O COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DOS ELEMENTOS

LAJES, VIGAS E PILARES

E O FLUXO DE AÇÕES

ASPECTOS BÁSICOS

NA CONCEPÇÃO

ESTRUTURAL, ALÉM

DA ESTÉTICA

UNIFORMIZAÇÃO DA ESTRUTURA

FORMAS MAIS SIMPLES E MAIOR REAPROVEITAMENTO DAS FÔRMAS

COMPATIBILIDADE ENTRE VÃOS E MATERIAIS

VÃO ECONÔMICO PARA ESTRUTURAS PROTENDIDAS É MAIOR DO QUE

O DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO MOLDADO “IN LOCO”

CAMINHO DAS CARGAS COM UNIFORMIDADE

APOIOS INDIRETOS E TRANSIÇÕES

DEVEM SER EVITADAS AO MÁXIMO

IDEALIZAR UM SISTEMA ADEQUADO PARA

RESISTIR ÀS AÇÕES HORIZONTAIS

VENTO

DESAPRUMO

EFEITOS SÍSMICOS

COMPORTAMENTO

DOS ELEMENTOS

ESTRUTURAIS

PISOS DOS COMPARTIMENTOS PARA TRANSFERIR A CARGA

DOS MESMOS PARA AS VIGAS DE APOIO

LAJES

VIGAS

TRANSFERIR AS REAÇÕES DAS LAJES E O PESO DAS

ALVENARIAS PARA OS PILARES

PIL

AR

UTILIZADO PARA TRANSFERIR AS CARGAS DAS VIGAS PARA

AS FUNDAÇÕES

DECISÕES

IMPORTANTES

CONTINUIDADE DA ESTRUTURA EM CERCA DE

30 m (JUNTAS DE DILATAÇÃO)

LIMITAR

SEÇÕES TRANSVERSAIS DOS PILARES

(ESTABILIDADE DA EDIFICAÇÃO)

ORIENTAR

LAJES, VIGAS E PILARES

PORTANTO, PROJETAR

“ARQUITETÔNICAMENTE” UMA

ESTRUTURA DE CONCRETO

ARMADO MOLDADO “in loco”, É...

POSICIONAR E PRÉ-DIMENSIONAR

RECOMENDAÇÕES

PILARES NOS CANTOS DAS EDIFICAÇÕES E NOS

ENCONTROS DAS VIGAS

DISTÂNCIA ENTRE PILARES

4 m a 6 m

POSICIONAMENTO DOS PILARES EM REGIÕES DE

POUCO DESTAQUE (CANTOS DOS ARMÁRIOS EMBUTIDOS, ATRÁS DAS PORTAS, ETC.)

ATENÇÃO NAS POSIÇÕES DOS PILARES NO

PAVIMENTO TIPO, DO TÉRREO E NAS GARAGENS

NO SUBSOLO (ENTENDIMENTO ENTRE OS RESPONSÁVEIS PELOS PROJETOS DE ARQUITETURA E ESTRUTURAL)

POSICIONAR AS VIGAS DE TAL FORMA QUE AS

MESMAS FORMEM PÓRTICOS COM OS PILARES (PRINCIPALMENTE NA DIREÇÃO DA MENOR DIMENSÃO EM PLANTA DO EDIFÍCIO)

LANÇAR VIGAS ONDE EXISTAM PAREDES (EVENTUALMENTE UMA PAREDE PODERÁ APOIAR-SE DIRETAMENTE NA LAJE)

(a) LAJES ARMADAS (UMA DIREÇÃO)

2 a 5 m (MENOR VÃO)

(b) LAJES ARMADAS (DUAS DIREÇÕES)

3 a 6 m (MAIOR VÃO)

LAJES PROTENDIDAS VIÁVEL PARA GRANDES VÃOS

EVITAR LAJES DE VÃOS

MUITO PEQUENOS (GRANDE QUANTIDADE DE VIGAS E

ELEVADO O CUSTO COM AS FÔRMAS)

EVITAR LAJES COM VÃOS

MUITO GRANDES (ESPESSURAS ELEVADAS E GRANDE

QUANTIDADE DE ARMADURAS)

VERIFICAR NECESSIDADE DE REBAIXAMENTO

ENTRE OS PAINÉIS DE LAJES

EXEMPLO

PLANTA DAS PAREDES

A

B

A FORMA DA ESTRUTURA É DETERMINADA PELOS

MESMOS FATORES QUE INFLUENCIAM O PROJETO

DE TODAS AS ESTRUTURAS

RESISTÊNCIA DO MATERIAL

RIGIDEZ DO ELEMENTO ESTRUTURAL

ESTRUTURA COMPOSTA POR BARRAS E DIAFRAGMAS

RESISTIR AS CARGAS GRAVITACIONAIS E DE VENTO

DEVEM SER ECONOMICAMENTE VIÁVEL

LAJES MACIÇAS

LAJE TRADICIONAL

PRÉ-DIMENSIONAMENTO

Onde:

Lx ... menor vão

Lx ≤ 4,0 m → h = 8 cm

1º CRITÉRIO

4,0 < Lx ≤ 6,0 m → h = 10 cm

Lx > 6,0 m → h = 12 cm

Onde: Ψ2 e Ψ3 … Dependem da vinculação e do tipo de aço

3º CRITÉRIO

d? ... PARA LAJES DE BORDOS LIVRES

3 BORDOS LIVRES

d = Lx /12,5

L

(Ψ2 Ψ3) d =

Outros tipos de bordos livres consultar livro: estrutura e arquitetura

Concreto armado e Alvenaria estrutural – Silva, 2014

LAJE MACIÇA DE FINA ESPESSURA AUMENTAR A RIGIDEZ

PREVER RIGIDEZ ADICIONAL:

LAJES NERVURADAS

ALTA EFICIÊNCIA ESTRUTURAL OBTENÇÃO DE VÃOS RELATIVAMENTE

LONGOS COM BAIXO VOLUME DE CONCRETO

LAJE NERVURADA – Dimensões mínimas (NBR 6118/2003)

EXECUÇÃO DAS

NERVURAS

UTILIZANDO

CUBAS

PLÁSTICAS

▼

EXECUÇÃO DAS NERVURAS UTILIZANDO FÔRMAS REUTILIZÁVEIS

LAJES LISAS

E

COGUMELO

LAJE LISA LAJE COGUMELO

CONSTRUÇÕES DE MÉDIO E GRANDE PORTE

CUSTOS MENOR E MAIOR RAPIDEZ

MAIORES DEFORMAÇÕES VERTICAIS (FLECHAS)

ESCADAS

SÃO PROJETADAS COMO LAJES DE CONCRETO ARMADO

ALTURAS SÃO IGUAIS A ESPESSURA ABAIXO DOS DEGRAUS

(VÃO DA ESCADA) / (ALTURA DA LAJE) LAJES ARMADAS EM UMA DIREÇÃO

VIGAS

NORMALMENTE DE SEÇÃO TRANSVERSAL RETANGULAR OU

COMBINADA COM A LAJE QUE ELA SUPORTA FORMANDO SEÇÕES

TRANSVERSAIS EM “T” OU “L”

NORMALMENTE O VÃO (L) DE UMA VIGA DE

CONCRETO ARMADO VARIA DE 4,5 A 10 m

ALTURA (h) DAS VIGAS DEPENDE:

VÃO E QUANTIDADE DE CARGA

DEFORMAÇÃO (FLECHA)

h (ALTURA) = L/12 A L/8 PARA VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS

h (ALTURA) = L/16 A L/10 PARA VIGAS CONTÍNUAS

b (LARGURA SEÇÃO RETANGULAR) = h /3 A h /2

ADOTAR ALTURA MÍNIMA DE 30 cm E LARGURA MÍNIMA DE 12 cm

OS VÃOS PODEM CHEGAR ATÉ 20 m, MAS A ALTURA DA VIGA TERÁ POR VOLTA DE 1,5 m,

PODENDO CHEGAR A VALORES MAIORES DEPENDENDO DO CARREGAMENTO

VIERENDEEL

PILARES

PRÉ-DIMENSIONAMENTO ÁREAS DE INFLUÊNCIA

DIMENSÃO MÍNIMA DE PILARES (NBR-6118 ) = 19 cm, ENTRETANTO:

12 cm x 20 cm (COM MAJORAÇÃO ADICIONAL DO CARREGAMENTO)

QUANDO A MAIOR DIMENSÃO DA SEÇÃO TRANSVERSAL

EXCEDER CINCO VEZES A MENOR DIMENSÃO (h > 5b)

PILAR DEVE SER TRATADO COMO PILAR-PAREDE (NBR 6118/2003, ITEM 18.5)

CLASSIFICAÇÃO DOS PILARES (SOLICITAÇÕES)

INTERNO - COMPRESSÃO SIMPLES

(EXCENTRICIDADES INICIAIS PODEM

SER DESPREZADAS)

BORDA - FLEXÃO COMPOSTA NORMAL

EXCENTRICIDADE INICIAL NA

DIREÇÃO A UMA DAS BORDAS

CANTO - FLEXÃO OBLÍQUA

EXCENTRICIDADES INICIAIS NAS

DIREÇÕES DAS BORDAS.

ESBELTEZ DO PILAR?

COEFICIENTE OU PARAMETRO DE ESBELTEZ (λ)

Onde:

le ... comprimento do pilar NBR 6118: le = l (distância entre eixos de vigas) e le = 2l (engastado na base e livre no topo)

i ... raio de giração mínimo da seção bruta

MAIORIA DAS SEÇÕES:

Retangular ou quadrada Circular

Onde:

b ... menor dimensão

Onde:

... diâmetro

CLASSIFICAÇÃO DOS PILARES (ESBELTEZ)

λ ≤ 35 – robustos ou pouco esbeltos

35 < λ ≤ 90 – esbeltez média

90 < λ ≤ 140 – esbeltos ou muito esbeltos

140 < λ ≤ 200 – excessivamente esbeltos

NBR 6118/2003 não admite pilares com λ > 200

PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PILARES - exemplo EDIFÍCIO DE 5 PAVIMENTOS (Térreo + 4 tipos + cobertura)

ÁREA DE INFLUÊNCIA de P5: [(4 + 2,8) / 2] x [(3,2 + 5,0) / 2] = 13,94 m2

Altura média dos pilares = 3,1 m (Distância entre eixo de vigas)

CARGA NO NÍVEL DA FUNDAÇÃO SERÁ IGUAL A SOMA DAS

CARGAS EM 5 PAVIMENTOS = 5 x 10 = 50 kN/m2

NTOTAL = 1,05 (13,94 x 50) = 731,85 kN

Adotando fck = 25 Mpa (2,5 kN/cm2)

A TENSÃO NORMAL DE REFERÊNCIA: ref = 2,5/β

β = 1,4 p/ pilares internos (Compressão simples)

β = 1,5 p/ pilares nas bordas (Flexão composta normal)

β = 1,6 p/ pilares nos cantos (Flexão obríqua)

Para pilar interno P5: ref = 2,5/1,4 = 1,79

A ÁREA NECESSÁRIA DO PILAR SERÁ ESTIMADA:

AC = 731,85 / 1,79 = 408,85 cm2

Pilar seção quadrada: 21 x 21 (AC = 441 cm2)

Pilar seção retangular: 20 x 21 (AC = 420 cm2)

Pilar seção circular: 23 (AC = 415 cm2)

ESBELTEZ DO PILAR?

hpilar = 3,1 m (entre eixos das vigas) = le

λ = 3,46le/b = 3,46 x 310/20 = 54 (35 < λ ≤ 90) … OK

DIMENSÕES MÍNIMAS (NBR 6118/2003-2013) EM FUNÇÃO DA UTILIZAÇÃO

LAJES MACIÇAS DE EDIFÍCIOS

- 7 cm COBERTURA (NÃO EM BALANÇO)

- 8 cm PISO (NÃO EM BALANÇO)

- 10 cm PISO OU COBERTURA EM BALANÇO

- 12 cm SUPORTE DE VEÍCULOS

- 16 cm LISAS

- 14 cm COGUMELO

- 15 cm PROTENDIDAS APOIADAS EM VIGAS

LAJES NERVURADAS

- 12 cm COBERTURA (NÃO EM BALANÇO)

- 15 cm PISO OU DE COBERTURA EM BALANÇO

- 15 cm SUPORTE DE VEÍCULOS

- ESPESSURA DAS NERVURAS NÃO DEVE SER INFERIOR A 5 cm

VIGAS

LARGURA 12 cm (VIGAS-PAREDE 15 cm)

?