Paredes de Concreto - Análise - Dimensionamento - Projeto

(1)

Eng.° Vitor

(2)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017

ENG.

°

VITOR DACOL

ENGENHARIA E CONSULTORIA ESTRUTURAL

www.vitordacol.dacolengenharia.com.br

+351 913 098 842 vitor.dacol@gmail.com https://www.linkedin.com/in/vitordacol vitor_dacol

Engenheiro Civil Vitor

(3)

Graduação em Engenharia Civil

Faculdade de Engenharia de

Sorocaba/SP

[1995]

Especialização em Estruturas e Fund

ações

IPOG/SC

[2012

-

2014]

Mestrando em Engenharia Mecânica

Análise e Projeto Mecânico

–

UFSC [2014

-

2016]

Doutorando em Engenharia Civil

(4)

Análise

e Projeto Estrutural

(Concreto

–

Metálicas

–

Alvenaria Estrutural

)

Estruturas Poliméricas

–

Compósitos Estruturais

[Sanduiches e Pultrudados]

(5)

(6)

(7)

(8)

Sobrado Residencial–Estrutura Sanduiche Estudo de Enrijecimento de Telhas Sanduiche com Perfil Pultrudado

(9)

(10)

Tese

Efeito do Amortecimento Viscoelástico de

Materiais

Compósitos Poliméricos de Origem Vegetal

(11)

(12)

Apresentar os conceitos de Paredes Maciças de Concreto

e

Capacitar o pós-graduando a desenvolver competências

na

de

em concreto armado.

(13)

Apresentar o estado de arte da tipologia estrutural,

suas principais vantagens, componentes e aplicações;

Definir os conceitos do

;

Identificar e aplicar os procedimentos normativos para

.

(14)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 1.1 Apresentação e Objetivos. 1.2 Estado de Arte.

1.3 Definições. 1.4 Características.

1.5 Vantagens e Desvantagens do sistema. 1.6 Normalização.

1.6.1 NBR 16055-2012 e Eurocode 2. 1.6.2 Durabilidade.

1.6.3 Materiais: Concreto e Aço. 1.6.4 Limites Gerais de Norma. 1.6.5 Fôrmas e Concretagem.

2.1 Partido Arquitetônico.

(Modulação. Simetrias. Instalações) 2.2 Análise Estrutural 2.2.1 Premissas. 2.2.2 Ações Verticais. 2.2.3 Ações Horizontais. 2.2.4 Interação Parede-Transição. 2.2.5 Verificações 2.2.5.1 Compressão 2.2.5.2 Tração 2.2.5.3 Cisalhamento ENG.° VITOR

(15)

3.1 Atividade 1: Análise

(16)

[1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16055: Parede de concreto moldada no local para

a construção de edificações–Requisitos e procedimentos. Rio de Janeiro, 2012.

[2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto e execução de obras de concreto simples, armado e protendido - Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.

[3] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15873: Coordenação modular para edificações. Rio de Janeiro, 2010.

[4] BRAGUIM, T. C. Utilização de modelos de cálculo para projeto de edifícios de paredes de concreto armado

moldadas no local. 2013. 227 p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo.

Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica.

[5] NUNES, V. Q. G. Análise estrutural de edifícios de paredes de concreto armado. 2011. 152 p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo.

[6] SANTOS, R. R. Modelação de Paredes Resistentes em Edifícios de Betão Armado. 2011. 134 p. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Ciências e Tecnologia. Universidade Nova de Lisboa. Lisboa. Portugal.

(17)

[1] Computers & Structures, Inc. Shear Wall Design Manual for Etabs . CSA A23.3-04. USA. 2016.

[2] EN 1992-1-1 (2004) (English): Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings. The European Union Per Regulation. 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

[3] Coletânea de Ativos–Paredes de Concreto (2009/2010). Comunidade da Construção.

[4] CARVALHO, B. L. P. LINARES, S. H. B. C. MATA, R. C. Análise da Distribuição de Esforços Horizontais em Edifícios de Alvenaria Estrutural. ANAIS DO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO. Belo Horizonte/MG.2016.

(18)

Atividades Presenciais: 50%

Frequência: 50%

(19)

(20)

(21)

(22)

desenvolveu um sistema de pré-moldado para a execução de residências

o sistema passou a ser o preferido dos americanos por reduzir significativamente os custos e os prazos da obra.

Pós II Guerra Mundial foi muito utilizado para auxiliar a reconstrução :criação do BNH e inicio do emprego “rudimentar” do sistema de paredes

moldadas in loco

: construção de 46 unidades habitacionais com o emprego de formas de alumínio e concreto celular

Estima-se habitacionais construídas

:homologação através da Norma NBR 16.055:2012 Construídas mais de700 mi 700 mi _{l unidades em Parede de Concreto}

(23)

(24)

(25)

Utilizado há muitos anos: Gethal, Itapoã, Sergus, Inpar

(26)

(27)

tratamento distintos dos sistemas convencionais (pilares, vigas e grelhas).

Elemento estrutural autoportante, moldado no local, com ccomomppririmmeennttoo mmaaioiorr qquuee ddeezz v

veezzeess ssuuaa eessppeessssuurraa e capaz de suportar carga no mesmo plano da parede. O dimensionamento previsto na norma é válido quando o elemento tiver comprimento maior que dez vezes a espessura; os casos não atendidos por esta prescrição devem ser

dimensionados como elemento linear de

Parede de Concreto

ntende-se por concreto o concreto capaz de

preencher os espaços vazios das formas e se auto-adensar apenas sofre o efeito da gravidade. É caracterizado pela grande capacidade de fluxo sem segregação.

Concreto Auto Adensável

ão estruturas horizontais planas, onde uma das funções principais é transferir as forças horizontais atuantes em diferentes pontos da estrutura para os elementos de contraventamento vertical.

(28)

(29)

(30)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 ENG.° VITOR

• trabalham

• Componentes

• Menor deformação

Estrutura Monolítica

• Estrutura e vedações são (paredes portantes)

• Paredes, aberturas e instalações são executadas em uma

única etapa de concretagem

(31)

• •

(32)

• de desperdícios em obra

• no tempo de execução

• na qualidade da construção

• quantidade de mão de obra

• de etapas construtivas na execução de revestimentos

•

Vantagens

• da estrutura

• específicas de alto custo

• em obra para movimentação dos paneis

• altamente qualificada

• proporcional a quantidade de unidades produzidas

• de reformas

(33)

(34)

(35)

(36)

• Paredes de concreto ;

• Paredes de concreto moldadas in loco com

;

• Paredes ;

• Paredes submetidas ao

, como muros de arrimo ou reservatórios;

• , elementos de fundações, paredes

diafragma, paredes de contenções e solo grampeado.

• Não há menções similares;

“... para as paredes submetidas predominantemente

, aplicam-se as regras para as placas.

(37)

Edifício :

• Até ;

• Lajes de

• Sobrecarga máxima de

• são admitidas ;

• _{Piso a piso máximo da construção de} _;

• Dimensões em planta de, no mínimo, .

(38)

Aplicam-se as diretrizes da (ITEM 6)

critérios de (NBR 6118:14, Tabela 7.2)

Tipode estrutura Componente ou_elemento

Classede agressividade ambiental(Tabela6.1)

I II III IV Cobrimento nominal (mm) Concretoarmado Laje 20 25 35 45 Viga/pilar 25 30 40 50 Elementos estruturaisem contato como solo

30 40 50

se

(39)

(40)

(41)

i. resistência à compressão para desforma, compatível com o ciclo de concretagem; ii. resistência à compressão característica aos 28 dias (fck);

iii. classe de agressividade do local de implantação da estrutura, conforme a NBR 12655;

iv. trabalhabilidade, medida pelo (ABNT NBR NM 67) ou

(ABNT NBR15823-2:2012)

EspecificaçõesComplementares

i. do concreto, a uma determinada idade e tensão;

(42)

Concreto Auto- Adensável

dentro das formas,

passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu próprio peso,

Obtido pela ação deaditivos aditivos superplastifisuperplastificantescantes

Com maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade.

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

Classe de espalhamento

Espalhamento

mm

SF 1

SF 2

SF 3

550 a 650

660 a 750

760 a 850

(52)

(53)

(54)

(55)

(NBR 7480) (NBR 14859) Mais usual é a utilização de

(56)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 ENG.° VITOR (NBR 7481:1990) C A 6 0

(57)

(58)

ℎ



≤ 3,00

é2

Externa





≥ 10

Interna





≥ 8

> 2

Todas





_{≥ 10}

ℎ



> 3,00

Qualquer Todas





≥









(59)

(60)

(61)

CONTROLE DILATAÇÃO PREVINIR O APARECIMENTO DE FISSURAS

(variação de temperatura, retração, variação brusca de carregamento e variação da altura ou espessura da parede)

VERTICAIS HORIZONTAIS HORIZONTAIS

Paredes de concreto contidas em um único plano; Na falta de estudo específico; distanciamento máximo: 8 m paredes internas 6 m para paredes externas

Efeitos de variação térmica_{de lajes de cobertura;} Liberar a laje para

movimentação.

Comprometimento da Integridade do Conjunto (lajes e paredes)

A cada 25 m de estrutura em planta (pode ser alterado caso haja avaliação dos efeitos de

dilatação e retração) Descontinuidades Geométricas e/ou

Variações bruscas de Tensões Passantes ou não Junta Passante Estruturas Independentes

(62)

(63)

a realização do em conformidade com o projeto estrutural, contemplando:

(64)

Estrutura em aço

Chapas em plástico

Painéis leves

Índice de utilização de 30 a 50 usos

Fácil adequação às

dimensões

(65)

Chapa em madeira

Painéis pesados

Índice de utilização de 30 a 50 usos

(66)

Chapa em aço

Painéis pesados



Índice de utilização±500 usos

(67)

Chapa em polipropileno

Painéis leves



Índice de utilização±1.000 usos

Prumo e alinhamento precisos

Execução simultânea de laje e

(68)

Estrutura em alumínio

Chapa em alumínio

Painéis leves



Índice de utilização±1.500 usos

Prumo e alinhamento precisos

Reciclável

(69)

(70)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 ENG.° VITOR 0,15 hh/m² 0,30 hh/m² menos de 20kg/m² 40 kg/m² 5/m² 3/m² 1000 usos 30 usos 10 anos

(sucata de valor) 10 anos

Total, venda sob medida

Grande, no máximo arremates de_10cm Mais adequada,

furo mais fácil, recolocação do compensado

(71)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 ENG.° VITOR dimensões, a fôrma e a posição das peças, e as dimensões e posição da armadura obedeçam às

indicações de projeto com a maior precisão possível.”

•

± 

Espessura de Paredes

• VVariariaçaçãoão mámáximximaa nono ComCompriprimementntoo





≤ Τ

 

para trechos ou

por parede Comprimento de Paredes





≤  





≤ 







≤  

para diferentes espessuras a menor

(72)

• PoPosisiçãçãoo dodo EiEixoxo dada PPararededee emem ReRelalaçãçãoo aoao PrProjojetetoo

±

Desalinhamento Horizontal de Gabaritos •





≤ ቊ±

 

Τ

Desalinhamento Horizontal de Elementos Estruturais

(73)

Vertical e Prumo •





≤ ൝±





(74)

• NBRNBR 1493114931:200:20044

Plano de Concretagem

 Para que o concreto

todos os espaços da fôrma, evitar toque na armadura e deslocamento de embutidos da fôrma;

 no caso de de

armaduras, cuidados especiais devem ser tomados;

 a probabilidade de

falhas: empregar dispositivos que permitam durante a concretagem (contravergas e similares) Utilização de Concreto Convencional

(75)

(76)

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM

Professor: Vitor

(77)

(78)

FUNDAMENTAL

que o produto sejaconcebido

tendo como base

as variáveis e condiç ões intrínsecas a o sist ema const ruti vo.

Conceitos de padronização, coordenação modular, aspectos relativos às instalações e organização da produção

são

(79)

2. Simetrias e Disposição de Paredes em Planta 3. Aspectos Fundamentais das Instalações

(80)

(81)

s

(espessura de paredes, dimensões internas dos ambientes, vãos de esquadrias), (pé direito, piso a piso, peitoris, lajes).

que cada fabricante incorpore no seu produto

(82)

–Coordenação Modular para Edificações

Naadoção de medidas modulares em projetoadoção de medidas modulares em projeto (e, por consequência,compatíveiscompatíveiscom a modulação

dospainéis de fôrmaspainéis de fôrmas)

elimina-se a necessidade de peças específicas e não padronizadas,

diminui o custo diminui o custo

das fôrmas

(83)

(84)

(85)

1. Facilidade no planejamento dos ciclos de montagem e concretagem 2. Possibilidade de de montadores de fôrmasindependentes

das equipes de armação e instalações e“dividirmos” a

montagem/concretagem em trechos de 1/2 ou até 1/4 de laje as fôrmas sem a necessidade de retirarmos painéis de fôrmas

: distribuição simétrica de cargas

(86)

(87)

(88)

, sem a inclusão de elementos de transição mais simples

(89)

de qualquer engenheiro... PAR02 PAR03 PAR04 PAR07 PAR05 PAR06 P A R 0 8 P A R 0 9 P A R 1 0 P A R 1 2 P A R 1 6 P A R 1 5 P A R 1 4

(90)

(91)

 podem ser embutidas nas paredes de concreto  (a não ser trechos de até um terço

do comprimento da parede, não ultrapassando 1 m, desde que este trecho seja considerado não estrutural)



(92)

 ser embutidas nas paredes de concreto,

(93)

 ao máximo os banheiros e a cozinha nas unidades, diminuindo o

número de paredes hidráulicas

(94)

(95)

(96)

(97)

 Admite-se a análiseelástico-linear

 As paredes são consideradas comoplacas

Comprimento da paredeigual ou maior qu e 10 vezes su a espe ssura

Espessura mínima de100mm

 Dimensionamento àflexocompressão

 Paredespredominante mente comprimidas comexcentricid ades menores que t/10 podem ser tratadas

pelo critério simplificado de dimensionamento

(98)

Parâmetro

 = 



∙ 

_

_

_∙



_





_{Altura Total da Estrutura}





_{Peso Total da Estrutura}





_{Módulo de Elasticidade do Material}





Inércia Equivalente da Estrutura

ቊ

_



_

=

_{=,+,}

_{,  ≤ }

_{ > }



_{Número Total de Pavimentos}

Se Se

 ≤ 



Estrutura de Nós Fixos Se Se

 > 



Estrutura de Nós Móveis

(99)









= 

_−∆

_{,}



,

∆

,





,

Momento de Tombamento Se Se





≤  ,

Estrutura de Nós Fixos Se Se





>  ,

Estrutura de Nós Móveis Se Se

, < 



≤ ,

33 Se Se





> ,

33 Enrijecer a Estrutura

Utilizar





_{como Coeficiente Majorador}

Momento produzido pelas Cargas Verticais multiplicadas pelos Deslocamentos de seus respectivos pontos de aplicação

(100)

Esta hipótese considera as no seu plano,

garantindo a às estruturas de ,

bem como a de quando não há do pavimento.

Outra maneira de descrever o efeito de diafragma

rígido é que a laje

, apenas deslocamento seguido de giro (quando há torção).

(101)

(posição aproximada das linhas de ruptura)

 45° entre dois apoios do mesmo tipo;

 60° a partir do apoio engastado, se o outro for simplesmente apoiado;

(102)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 ENG.° VITOR As cargas gravitacionais são admitidas

e aplicadas nas paredes de concreto, redistribuindo-se inclusive

(103)

em seções horizontais limitadas por um

dos sobre a vertical e passando pelo

ponto de aplicação de carga ou pelas extremidades da faixa de aplicação.

(104)

Nas seções horizontais acima e abaixo de eventuais aberturas, a

distribuição da carga deve ser feita limitadas

(105)

nas paredes mais solicitadas Possibilita a utilização de

(106)

(107)

 existe a distribuição de cargas;

Processo de ;

Geralmente, valores de





(108)

 entre paredes do mesmo grupo;

Grupo definido pelas aberturas;





 (distribuição de carga em pequenas alturas)

(109)

 entre paredes do mesmo grupo (definidos pelas aberturas);





 (distribuição de carga em pequenas alturas)

 na estimativa da transferência de esforços às

 entre grupos através de

(110)

Determinadas em acordo a - Forças devidas ao

vento em edificações.

Velocidade Característica





= 



∙



∙



∙



Pressão Dinâmica

 = ,∙



Coeficientes de Arrasto



,

,



,

Área Equivalente



,

,



,

Força Vento (por pavimento)

(111)

 = 

_{ }

_

∆

,

= ∆



∙

Altura Total da Estrutura





Ação Lateral Equivalente no Pavimento

∆

,

Peso Total do Pavimento considerado

(112)

SEXTA-FEIRA, 21DEJUL HO DE2017 ENG.° VITOR , item 11.4:

“As ações horizontais que devem obrigatoriamente ser

consideradas são as srcinadas pelo ,

não se prescindindo das demais ações que, na avaliação do projetista, possam produzir esforços relevantes.

.”

- Projeto de Estruturas Resistentes a Sismos - Design of structures for earthquake resistance

(113)



,

= 

_σ

_,



,

= 

_σ

,

_,



,

= 

,

∙

,



,

= 

,

∙

,

(114)

A não menciona qualquer orientação

(115)

(CG) do pavimento;

A resultante das passa pelo

centro de rigidez e produzirá em planta;

Análise Simplificada.



,

_{= }

,

_∙

,



,

= 

,

∙

,

Chamada de

(116)

O (CR) não coincide com o

(CG) do pavimento;

A resultante das não passa

pelo centro de rigidez e produzirá em planta e

Análise será Complexa.





= σ

_σ

,

∙

_,

,





= σ

_σ

,

∙

_,

,

′

,

= 

_σ(

_

_∙

_,

,

∙

_+



_

_∙

_,

_)∙(



∙

,

)

,

=



,

∙



σ(



_∙

,

_+



_∙

,

_)∙(



∙

,

)

as paredes ; as paredes

(117)

Vigas de Transição (ou fundação)  Rigidez no plano, comparativamente.

O sistema Parede-Viga se comporta como uma viga alta. Transferência do carregamento

Para os cantos. Viga comporta-se como Tirante.

(118)

(119)



,

≥

da Seção de concreto



,

≥

da Seção de concreto Armaduras



,

_≥



,

≥



,

≥

da Seção de concreto Armaduras

(120)



,



,

= ,∙ 

_

_

_[+



+ ∙

_

_−



_

∙

_{] ≤ ,∙ }



_{, ≤ ,∙}

+ ∙



∙



∙

onde:





Resistência característica do concreto minorada





= Τ





(,∙,)



Taxa de armadura vertical

≤ %



Espessura da parede





Área da Seção Transversal da Parede

(121)



,

= ,∙ 

_

_

_[+



+ ∙

_

_−



_

∙

_{] ≤ ,∙ }



_{, ≤ ,∙}

+ ∙



∙



∙

...sendo





e





determinados em função da esbeltez:

 −  







 ≤  ≤   

86 86

<  ≤    −

 =





 ∙ 

(122)



,



,



,

> ∙

,

_

+

,

Para a ser verificado e para .

onde:



,

é o maior valor normal por unidade de comprimento, para o carregamento_{considerado, no trecho escolhido}



,

é o menor valor normal por unidade de comprimento, para o carregamento considerado, no trecho escolhido