Paredes

De acordo com o EC2 Artº. 9.6.1 (1), os elementos estruturais considerados como paredes são aqueles cujo comprimento é igual ou superior a quatro vezes a sua espessura e em que a armadura é considerada no cálculo da capacidade resistente.

Para o dimensionamento das armaduras verticais, de acordo com o artº 9.6.2 do EC2, a área de armadura tendo em conta toda a secção da parede deve situar-se entre os seguintes limites:

116 Dimensionamento | Quando a área mínima de armadura decorre de cálculo, metade dessa área deve ser disposta em cada face. A distância entre varões verticais adjacentes está condicionada, não devendo ser superior ao menor dos dois seguintes valores: três vezes a espessura da parede ou 400mm. Neste tipo de elementos em que uma secção é mais alongada que a outra, a sua capacidade resistente às ações horizontais é essencialmente numa única direção, por isso devem ser dimensionadas à flexão, atribuindo a resistência às suas extremidades onde a armadura deve ser concentrada, (contribuindo para um aumento do braço interno e uma maior ductilidade disponível em curvatura). A armadura de flexão a colocar nos elementos de extremidade deve ser dimensionada usando-se as seguintes expressões:

Fs = (9.60)

As =

Em que:

z braço do binário entre as armaduras de extremidade.

Figura 17: Esquema do método de cálculo da armadura de flexão numa parede.

Desde que não ocorra redução da resistência total requerida é permitida a redistribuição até 30% de esforços sísmicos entre paredes sísmicas primárias; (EC8 Art.º 5.4.2.4(2)).

De acordo com o art.º 5.4.3.4.1 do EC8, o valor do esforço normal reduzido νd não deve ser superior a 0,4. As paredes dispostas por seções em diferentes direções (por ex. núcleos) devem ser consideradas como seções únicas e no cálculo da capacidade resistente à flexão de secções de elementos compostos a largura dos banzos a considerar para cada lado das almas é dada pelo menor dos seguintes valores (art.º 5.4.3.4.1(4) do EC8):

| Dimensionamento 117 b) Metade da distância de uma alma adjacente da parede;

c) 25% da altura total da parede acima do nível considerado.

Nos elementos de extremidade deve-se adotar um valor mínimo de armadura longitudinal definido no artº.5.4.3.4.2(8) do EC8, ou seja, 0,5 % da área de betão.

A espessura da alma bwo (em metros) deverá satisfazer a seguinte expressão, de acordo com EC8 Art. 5.4.1.2.3(1):

bwo max (9.62) Em que;

hs é a altura livre entre pisos

As armaduras horizontais devem ser dispostas paralelamente aos paramentos da parede em cada face, não devendo a sua seção ser inferior a As, hmin dada pela seguinte expressão (EC2 Art.º9.6.3 (1)):

As, hmin = max (9.63) A distância entre dois varões horizontais adjacentes não deve ser superior a 400 mm.

De acordo com o art.º 9.6.4 do EC2, numa parte da parede onde a área total da armadura vertical nas duas faces é superior a 0,02 Ac devem dispor-se armaduras transversais em forma de estribos ou ganchos com os requisitos relativos aos pilares e no caso da armadura principal ser colocada mais próxima das faces da parede, deve utilizar-se uma armadura transversal constituída pelo menos por quatro estribos por m2 de área de parede.

Para o dimensionamento da armadura de confinamento devida nas zonas críticas do elemento parede deve-se usar o dimensionamento prescrito no EC8. No entanto se uma das duas condições seguintes for satisfeita, a armadura transversal dos elementos de extremidade definida anteriormente poderá ser determinada apenas de acordo com o EC2:

a) O valor do esforço normal reduzido de cálculo νd não é superior a 0,15;

b) O valor de νd não é superior a 0,20 e o coeficiente q utilizado na análise é reduzido em 15%.

A altura da zona crítica hcr acima da base da parede deverá ser calculada de acordo com o EC8 Art.º 5.4.3.4.2 pelas seguintes expressões:

118 Dimensionamento | hcr = max (9.64) em que:

lw – maior dimensão em planta da parede;

hw – altura total da parede acima da fundação ou nível do solo se existirem caves;

hs – altura livre entre pisos; n – número de pisos

O método adotado para o cálculo da armadura de confinamento dos elementos de extremidade das paredes está dependente da seção do elemento. Para paredes de seção transversal retangular, a taxa mecânica volumétrica de armadura de confinamento necessária ( wd) de acordo com o EC8 art.º5.4.3.4.2(4) determina-se através da aplicação da seguinte expressão:

α wd μφ (νd + v) . εsy,d . - 0,0035 (9.65) em que:

v é a taxa mecânica das armaduras verticais de alma; v = ρv fyd,v/fcd.

A extensão do elemento de extremidade a confinar poderá determinar-se de acordo com a seguinte expressão: lc = xu (1- εcu2/ εcu2,c) ,15 1,5 (9.66) xu = (νd + v) c o (9.67) εcu2,c = 0,0035 + 0,1 α wd (9.68) v =

bw - é a menor dimensão da parede em planta;

lc - extensão do elemento de extremidade;

| Dimensionamento 119

εcu2 - extensão de compressão para a qual se prevê o destacamento do betão (cu2 = 0,0035 (art.º 5.4.3.4.2(6) do EC8);

εcu2,c - extensão máxima do betão confinado; v - taxa mecânica da armadura vertical na alma;

NEd esforço axial para a combinação sísmica;

bc (i) largura da alma da parede ou (ii) do banzo caso exista e contenha toda a zona comprimida, valor que também deve ser usado no cálculo de νd;

b0 largura do elemento confinado (medido a eixo das cintas);

hc comprimento da alma da secção da parede;

Asv armadura da alma.

Após a definição do método a utilizar para o dimensionamento das paredes, procedeu-se à análise dos esforços no modelo de cálculo para se iniciar o dimensionamento, de acordo com os seguintes passos:

1. Verificação se o esforço axial reduzido na parede é inferior a 0,4, tendo em conta o esforço mais condicionante:

Quadro 80: Quadro esforço axial reduzido parede PA1-Y

Observando o quadro anterior verifica-se que o esforço axial reduzido é inferior a 0,4 logo verifica.

2. Dimensionamento da armadura de flexão nos elementos de extremidade, tendo em conta os esforços mais condicionantes de cálculo, usando-se as expressões 9.60 e 9.61, determinou-se o comprimento mínimo, lc, do elemento de extremidade através da expressão 9.65:

120 Dimensionamento | Obteve-se uma área de armadura de flexão no valor de 18,97 cm2, adotou-se 10 Ø 16 mm, equivalente a uma taxa de armadura, ρ, de 0,013, maior que 0,5%, logo, a área de armadura encontra-se verificada.

3. A altura crítica da parede é calculada através da expressão 9.63, obtendo-se o resultado do quadro seguinte:

Quadro 82: altura crítica parede PA1-Y.

Como se pode verificar a altura crítica é igual á altura livre entre pisos, logo não é necessário calcular a dispensa de armadura.

4. Armadura mínima de flexão a colocar entre os elementos de extremidade deve ser dimensionada de acordo com a seguinte expressão: 0,002 Ac, obtendo-se os resultados no seguinte quadro:

Quadro 83: Armadura de flexão entre elementos de extremidade.

Dimensionada a armadura longitudinal deve-se verificar se verifica a armadura máxima e mínima dada pela expressão (9.59) ver quadro 84:

Quadro 84: Verificação da armadura flexão adotada.

| Dimensionamento 121 5. Estando definida a armadura longitudinal, inicia-se o dimensionamento da armadura

transversal, de acordo com o art.º 5.4.2.4(7) do EC8, os valores de cálculo dos esforços transversos devem ser majorados em 50% em relação aos esforços transversos obtidos da análise, devendo-se verificar a compressão na biela de acordo com a expressão 9.57. No caso de verificar, dimensiona-se a armadura transversal através da expressão 9.56:

Quadro 85: Verificação das bielas comprimidas e dimensionamento As transversal.

6. Confinamento dos elementos de extremidade, deve ser verificada através da expressão 9.64 a 9.69, tendo-se adotado uma armadura de cintas Ø6 // 0.10, conforme quadro seguinte:

Quadro 86: Armadura confinamento elementos extremidade.

Obteve-se uma armadura de confinamento com 0,162 cm2, adotaram-se cintas Ø 6 mm com configuração e forma de acordo com a peça desenhada respetiva (ver desenho da parede PA1- Y nas peças desenhadas). O dimensionamento das restantes paredes é apresentado no anexo 9 deste trabalho.