Esforços nos pilares e dimensionamento – steel deck MF-50

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Estudo de confiabilidade de pilares de concreto armado dimensionados com redistribuição de esforços

Estudo de confiabilidade de pilares de concreto armado dimensionados com redistribuição de esforços

O projeto de estruturas de concreto armado, usualmente desenvolvido com esforços obtidos em uma análise elástico-linear, também pode utilizar procedimentos de análise que exploram o comportamento não-linear dos materiais, a fim de obter economia para a estrutura ou uma distribuição mais adequada da armadura. Dentre essas alternativas está a análise linear com redistribuição de momentos, empregada em vigas e lajes que possuam dutilidade adequada, ou ainda em pilares desde que a redistribuição seja decorrente de vigas que a eles se ligam. Levantou-se, contudo, a hipótese de que esse método de análise estrutural pode reduzir a segurança dos pilares, caso a plastificação da viga não ocorra para o momento adotado na análise. O objetivo do trabalho, portanto, é avaliar a confiabilidade de pilares de concreto armado dimensionados por meio de análises lineares com redistribuição de momentos e comparar com os dimensionamentos usuais.
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Esforços para Dimensionamento

Esforços para Dimensionamento

Modelo VI O edifício será modelado por um pórtico espacial, composto por elementos que simularão as vigas, pilares e lajes da estrutura. Os efeitos gerados pela aplicação das ações verticais e horizontais serão calculadas com este modelo. Dessa forma além das vigas e pilares as lajes passarão a resistir parte dos esforços gerados pela ação do vento, situação esta não flagrada pelos demais modelos.

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Dimensionamento de Pilares Jun 08

Dimensionamento de Pilares Jun 08

Como se viu nos itens 5.1 e 5.2, os pórticos sofrem deslocamento lateral apenas pela ação do vento, no caso de estrutura simétrica. Para saber se os deslocamentos horizontais são importantes a ponto de gerar esforços globais de 2ª. ordem não desprezíveis, usa-se, no que segue, o coeficiente   definido no item 15.5.3 da NBR 6118:

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Dimensionamento ótimo de pilares de concreto armado

Dimensionamento ótimo de pilares de concreto armado

VIANNA (2003) desenvolveu um programa para otimizar elementos de um edifício tratado no trabalho como um pórtico plano. Para isto o autor otimizou em separado vigas e pilares, e a partir da nova condição ótima, recalculou esforços e novamente modelou estes elementos até que se encontrasse a solução julgada ótima. Ainda foi destacado que a solução global da estrutura poderia trazer maiores benefícios na otimização desta, porém a alta complexidade de materiais e elementos diferentes fez que com a otimização local fosse escolhida. A função objetivo foi a de menor custo dos elementos por unidade de comprimento e a técnica utilizada foi o método de Lagrange, ou seja, um método determinístico. No estudo de pilares o autor limitou seu estudo aos pilares sujeitos apenas a compressão pura ou flexo- compressão com linha neutra fora da seção transversal, gerando apenas esforços de compressão. Ou seja, pilares no domínio 5 do Estado Limite Último da ABNT NBR 6118:2007. Segundo FUSCO (1995), Isto limita o estudo de pilares sujeitos apenas a pequenas excentricidades. Não foi tratado também dos efeitos de excentricidade prescritos pela referida norma. Além disto, os pilares foram considerados trabalhando apenas a flexão normal que restringe sua utilização por não trazer os efeitos da flexão oblíqua.
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DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO

DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO

expectativa. O software criado retorna valores para as dimensões da viga, bem como para a área de aço que produziram o menor custo do elemento. SILVA, JUNIOR, E NEVES (2010) desenvolveram um modelo de otimização de vigas mistas de aço-concreto com perfis “I”, capaz de definir a seção transversal da do perfil com menor área capaz de resistir aos esforços e atender todas as restrições impostas nas normas. Os autores utilizaram em seu trabalho o método Simplex para definir o ponto ótimo, cujo processo consiste em determinar pontos básicos viáveis do problema a cada iteração e parar quando as condições de Kuhn Tucker forem atendidas conforme explicado no próprio trabalho. Com isto, foram obtidos resultados satisfatórios para o problema estudado pelos autores.
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DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE CÂMARAS E PILARES EM CAMADAS INCLINADAS

DIMENSIONAMENTO ÓTIMO DE CÂMARAS E PILARES EM CAMADAS INCLINADAS

O dimensionamento de pilares e vãos numa lavra pelo método de câmara e pilares é um problema que concerne à mecânica das rochas aplicada. Existem alguns métodos consagrados, com embasamento racional e/ou empírico, que foram formulados originalmente para camadas sub-horizontais. A aplicação desses métodos ao projeto de pilares em camadas inclinadas fornece, entretanto, soluções inadequadas, já que a hipótese adotada para as cargas atuantes não tem abrangência suficiente para o problema de um pilar numa camada inclinada, na medida em que contemplam apenas a força axial (ou normal ao plano da camada). Nesse sentido, acredita-se que sejam requeridas teorias mais apropriadas, nas quais fiquem definidos não só a força axial, mas todos os esforços, tensões cisalhantes e momentos atuantes.
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UTILIZAÇÃO DO MEF NO DIMENSIONAMENTO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO

UTILIZAÇÃO DO MEF NO DIMENSIONAMENTO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO

Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC 15 a 17 de setembro de 2021 RESUMO: Neste trabalho, propôs-se realizar o dimensionamento de um pilar, com condições pré- definidas, obtendo-se os esforços de momentos e taxa de armaduras, através do método do pilar padrão com curvatura aproximada, do método do pilar padrão com rigidez “k” aproximada e o Método dos Elementos Finitos, e por fim proceder com uma análise comparativa dos resultados obtidos por meio destes métodos, validando ou não a modelagem realizada. Para a realização da modelagem do pilar em Elementos Finitos foi utilizado o software SAP 2000. Constatou-se, após os cálculos realizados que os valores de momentos e área de aço encontrados pelo MEF convergiram para os valores obtidos através dos métodos aproximados, o que valida a modelagem aqui realizada. Todavia, é importante destacar que os resultados aqui encontrados não representam uma tendência, havendo necessidade de realizar analisar diversas situações que envolvem o dimensionamento de um pilar de concreto armado.
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Dimensionamento de estruturas de betão sujeitas a esforços de membrana associados com esforços de flexão de acordo com o Eurocódigo 2

Dimensionamento de estruturas de betão sujeitas a esforços de membrana associados com esforços de flexão de acordo com o Eurocódigo 2

Posto isto, normalmente os elementos de casca ou placa estão apoiados em pilares ou vigas. No caso do apoio em pilares modela-se o pilar como ligado simplesmente por um único ponto à casca, e na realidade a casca apoia-se numa área que é a secção do pilar. Porém, esta situação provoca anomalias no modelo gerando esforços extremamente elevados que não reflectem a realidade, devendo ser convenientemente analisados. É preciso, também, entender qual o tipo de ligação do elemento ao pilar, como se se trata de um encastramento perfeito ou é possível alguma de rotação. Por vezes, é preferível modelar esta situação considerando uma mola com uma rigidez rotação associada para ajustar o melhor possível ao comportamento real. No caso de uma laje simplesmente apoiada é corrente usar apoios simples, contudo há sempre algum grau de encastramento que leva a que apareçam momentos negativos que posteriormente não irão ser acautelados aquando do dimensionamento.
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Uma ferramenta didática para o dimensionamento e detalhamento de pilares de concreto armado.

Uma ferramenta didática para o dimensionamento e detalhamento de pilares de concreto armado.

O programa desenvolvido tem como objetivo dimensionar um pi- lar de seção retangular biapoiado submetido à lexão composta oblíqua, cujo procedimento utilizado apresenta a seguinte sequ- ência: inicialmente, a partir das informações do usuário a respeito da geometria do pilar e da condição de carregamento, são feitas avaliações dos efeitos de segunda ordem e dos momentos míni- mos a serem considerados no dimensionamento. Em seguida, é feito o dimensionamento da seção de forma a suportar os esforços solicitantes, e com o valor de armadura necessária é feito o deta- lhamento da seção. Por se tratar de um programa didático, este processo não foi feito de forma totalmente automática, de maneira
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Estudos dos efeitos de segunda ordem no dimensionamento dos pilares de pontes

Estudos dos efeitos de segunda ordem no dimensionamento dos pilares de pontes

No que diz respeito ao caso de estudo analisado, os esforços axiais reduzidos do viaduto variam entre 0,17 e 0,27 e, como tal, a aplicação dos métodos de análise dos efeitos de segunda ordem do EC2 resulta momentos de dimensionamento muito maiores do que aqueles obtidos através de uma análise não linear material e geométrica.. Este fato, aliado à geometria da secção do tabuleiro (pouca inércia na direção x) e à grande esbelteza da peça, leva aos valores dos momentos determinados pelo MCN e MRN sejam bastantes conservativos, especialmente para o último método. Segundo o MRN é necessária uma taxa de armadura que ronda os 0,35 ou seja, o pilar 5 necessita de 0,0997𝑚 2 para aguentar os esforços aplicados, por outro lado, segundo o MCN o pilar precisa de uma taxa de armadura de 0,2, ou seja, precisa de 0,0569𝑚 2 . Por fim, depois de realizada a análise não linear geométrica através do programa DIANA, conclui-se que na verdade 0,0285𝑚 2 (w=0,1) é suficiente para que o elemento aguente os esforços aplicados.
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Dimensionamento ótimo de pilares mistos preenchidos de aço e concreto

Dimensionamento ótimo de pilares mistos preenchidos de aço e concreto

A utilização de perfis de aço de seções tubulares para pilares mistos preenchidos é uma solução interessante para a construção civil. Este tipo de perfil, devido a sua forma geométrica, apresenta grande resistência aos esforços solicitantes de maneira geral, possuindo três tipos de seções transversais, retangular, quadrada e circular, com ou sem armaduras longitudinais. No Brasil, o dimensionamento de pilares mistos preenchidos é coberto pela NBR 8800:2008, no entanto, tendo em vista que os perfis tubulares apresentam certas particularidades, a Associação Brasileira de Normas Técnicas publicou a NBR 16239:2013 com o intuito de apresentar cálculos mais precisos para estes tipos de perfis. Já na Europa, o dimensionamento é coberto somente pelo EN 1994-1-1:2004. Assim, visto que pilares mistos são elementos essencialmente comprimidos e podem estar sujeitos a flexo-compressão, deve-se verificar a viabilidade de utilização dessas resistências no dimensionamento dos mesmos. Dessa forma, com o intuito de reduzir custos, no geral, em virtude do carregamento existente, deseja-se definir uma geometria ótima. Deste modo, este trabalho visa reunir os critérios para a elaboração de um software com interface gráfica que realizará o dimensionamento ótimo de pilares mistos preenchidos de aço e concreto utilizando o software Matlab sob as prescrições da NBR 8800:2008, NBR 16239:2013 e o EN-1994-1-1:2004. Os métodos de otimização utilizados foram algoritmos determinísticos, por meio do Método dos Pontos Interiores e Método da Programação Quadrática Sequencial, e algoritmo probabilístico, por meio do Método do Algoritmo Genético. Os resultados encontrados pelo software elaborado demonstraram que o Método dos Pontos Interiores e o Método da Programação Quadrática Sequencial obtiveram os menores custos enquanto os resultados encontrados para o Método do Algoritmo Genético foram relativamente superiores devido a utilização de catálogos de perfis tubulares.
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Avaliação no dimensionamento de pilares de concreto armado no software CYPECAD

Avaliação no dimensionamento de pilares de concreto armado no software CYPECAD

A difusa utilização de softwares para cálculo de estruturas de concreto armado acentua-se cada vez mais, logo a necessidade de averiguar as decisões feitas por estes torna-se indispensável, no entanto para que haja adequada verificação por parte do usuário é necessário que o mesmo seja familiarizado com as configurações fundamentais do software e com os modelos de cálculos utilizados. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho do dimensionamento de pilares efetuado pelo software de cálculo estrutural cypecad , demonstrando a obtenção das armaduras de pilares na sua essência de maneira manual com os esforços de cálculo retirados do programa por meio de uma amostra sistemática de populações de pilares de canto, de extremidade e de centro. Para obtenção dos esforços inseriu-se uma obra e efetuou-se todas as configurações referentes a normas, matérias e ações na estrutura que são necessárias para que o software em questão possa calcular, no entanto sem intervenção no dimensionamento final. Diante dos resultados alcançados, algumas incoerências entre o dimensionamento manual e software foram encontradas. Sendo uma delas a consideração no momento de segunda ordem, onde o software o considera em uma seção extrema do pilar e não em uma seção intermediaria como é de fato a característica deste fenômeno. Observou-se com o desenvolvimento do estudo que há necessidade de o usuário realizar certas modificações no dimensionamento final obtido via software. Por fim alguns dos pilares dimensionados manualmente resultaram em áreas de armaduras maiores. Todavia esses resultados são pontuais, pois estes pesquisadores perfizeram a comparação pilar a pilar, ou seja, fazendo comparações estatísticas por meio de métodos que empregam agrupamentos das amostras, o resultado do software pode ser considerado sem diferença para um determinado quantil.
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DIMENSIONAMENTO DE BASE DE PILARES METÁLICOS EM SEÇÕES RETANGULARES E CIRCULARES

DIMENSIONAMENTO DE BASE DE PILARES METÁLICOS EM SEÇÕES RETANGULARES E CIRCULARES

Os pilares metálicos são submetidos a esforços oriundos da análise estrutural que deve ser feita conforme a ABNT NBR 8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios e a ABNT NBR 6120:1980 – Cargas para o cálculo de estruturas de edificações; devendo possuir resistência maior que as solicitações. Segundo PIMENTA, et al (2010), essas ligações devem atender aos seguintes estados limites últimos: formação de charneira plástica na placa de base, ruptura por tração no chumbador, arrancamento do chumbador, esmagamento do concreto ou argamassa, deslizamento da ligação e ruptura da solda na ligação.
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Dimensionamento otimizado de pilares de concreto armado utilizando algoritmos genéticos

Dimensionamento otimizado de pilares de concreto armado utilizando algoritmos genéticos

Aschheim, Martín e Montes (2010) otimizaram armaduras de pilares de concreto armado. Para a obtenção dos esforços foram aplicados acréscimos uniformes nas cargas axiais e nos momentos fletores. Para a validação do seu trabalho, os autores compararam os resultados das armaduras otimizadas com o dimensionamento das armaduras conforme os preceitos da norma norte-americana ACI-318. Inicialmente os autores consideraram o dimensionamento simétrico das armaduras (admitindo o mesmo diâmetro para todas as barras) e posteriormente o dimensionamento otimizado assimétrico (admitindo o diâmetro das barras variados). Os pilares com armaduras otimizadas apresentaram uma redução de área de aço que variou de 7% a 15% com a relação às armaduras sem otimização. Bekdas e Nigdeli (2011) utilizaram o algoritmo HS (Hirschberg e Sinclair) para otimizar vigas de concreto armado com seções “T” objetivando o menor custo da peça. Os resultados otimizados foram comparados com a norma ACI 318:1983. Os autores concluíram que as vigas otimizadas sob o máximo carregamento imposto apresentaram uma redução de 3,08% no custo final. Porém, informaram como uma desvantagem do emprego desta técnica o elevado tempo de processamento.
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Comparativo de dimensionamento de pavimento misto de STEEL DECK com o sistema SLIM FLOOR utilizando o software CoSFB.

Comparativo de dimensionamento de pavimento misto de STEEL DECK com o sistema SLIM FLOOR utilizando o software CoSFB.

No primeiro caso, no qual é feita a verificação no estado limite último, em que só a viga resis- te aos esforços solicitantes, o Eurocode 3 (2010) usa para essa verificação, o fator de seguran- ça de 1,35 para a carga permanente do sistema estrutural. A sobrecarga não é considerada nessa etapa, pois não há nenhuma sobrecarga atuando no piso nesse momento. A carga que atua, então, é a soma do peso próprio da viga e do peso próprio da laje de concreto (pré-laje mais a capa), resultando em uma espessura de 375 mm, no caso em estudo. O peso total do sistema Slim Floor, considerando a laje mais a viga escolhida – que foi um perfil HE 550 A – e a placa soldada na parte inferior, representa uma carga permanente de 9,84 kN/m². Como as vigas estão espaçadas de 3 m, isso resulta em uma carga distribuída de 29,52 kN/m. Levando em consideração que o sistema estrutural é composto por vigas bi apoiadas e um fator de se- gurança de 1,35, chega-se a um momento solicitante no meio do vão de 435,54 kNm. Na Ta- bela 1 mostra-se um recorte desses valores obtido no software CoSFB .
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Study of design methodologies of steel column bases. Estudo de metodologias para o dimensionamento de bases de pilares de aço

Study of design methodologies of steel column bases. Estudo de metodologias para o dimensionamento de bases de pilares de aço

As ligações metálicas em geral são extremamente importantes para a estrutura de aço. São as ligações que vão garantir a esta- bilidade do conjunto e devem representar o tipo de vínculo interno considerado no cálculo de forma mais próxima possível à real. A ABNT NBR 8800:2008 [1] não aborda diretamente a ligação de bases de pilares de aço e direciona o leitor para o guia de pro- jeto de Fisher e Kloiber [2]. A ABNT NBR 16239:2013 [3] aborda o assunto, porém se limita a bases de pilares tubulares. Outros autores como Bellei [4] e Baião Filho e Silva [5] não abordam o caso de solicitação de tração com momento. Além dessas ques- tões, a maioria dos trabalhos sobre esse tipo de ligação considera uma distribuição linear de tensões de contato entre o concreto e a placa de base. Porém, a ABNT NBR 16239:2013[3] considera o método de distribuição uniforme de tensões. Portanto, a literatura científica carece de artigos que abordem o dimensionamento de bases de pilares de aço nos padrões das normas mais recentes e de forma mais abrangente em relação às solicitações na placa. Este trabalho teve como objetivo automatizar o dimensionamen- to de bases de pilares de aço conforme prescrições das normas brasileiras, considerando as hipóteses de distribuição de tensões de contato linear e uniforme. Adicionalmente, comparou-se o di- mensionamento de uma base de pilar que utiliza uma distribuição uniforme de tensões com o que utiliza uma distribuição linear. Cinco tipos de bases de pilares de aço foram considerados, a saber: bases de pilares I ou H onde não se deseja transferência de momen- to fletor para a fundação (Figura 2a); bases de pilares I ou H onde se deseja transferência de momento fletor para a fundação (Figura 2b);base de pilares tubulares retangulares(Figura 2c); base de pilares
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Estruturas mistas de aço e concreto: comparação entre lajes maciças e steel deck

Estruturas mistas de aço e concreto: comparação entre lajes maciças e steel deck

Elementos mistos de aço-concreto são constituídos de lajes mistas, vigas mistas e pilares mistos, formados por um perfil de aço juntamente com o concreto armado, os quais quando interagem entre si conferem maior resistência, estabilidade e menor peso na estrutura. Este trabalho trata-se da comparação de análise dimensional e custos de estruturas mistas em duas situações: estruturas com lajes maciças e outra com lajes steel deck. Primeiramente, serão apresentados os conceitos básicos sobre o aço e o concreto, um estudo sobre vigas mistas e conectores de cisalhamento, e um estudo mais aprofundado sobre lajes steel deck com a apresentação e considerações de projeto conforme recomendações da Associação Brasileira de Normas Técnicas. Após, apresenta-se um estudo de caso para cada situação com dimensionamento, verificações e custos realizados em planilhas eletrônicas utilizando o Microsoft Office Excel. Por fim, apresentam-se os resultados com análise de qual a melhor solução para um edifício multifamiliar de quatro pavimentos.
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SISTEMA DE LAJES MISTAS STEEL DECK: ANÁLISE COMPARATIVA COM O SISTEMA DE LAJES ZERO EM CONCRETO ARMADO

SISTEMA DE LAJES MISTAS STEEL DECK: ANÁLISE COMPARATIVA COM O SISTEMA DE LAJES ZERO EM CONCRETO ARMADO

__________________________________________________________________________________________ transmitir o cisalhamento horizontal na interface com o concreto, funcionando como armadura parcial ou total de tração da laje (GOMES, 2001, p. 2). Segundo Alva (2000), no Brasil, as primeiras construções mistas restringiram-se a alguns edifícios e pequenas pontes construídas entre os anos de 1950 e 1960. As estruturas mistas foram normatizadas pela primeira vez em 1986, pela NBR 8800 1 , que tratava do projeto e do dimensionamento de estruturas de aço, incluindo o dimensionamento e execução de vigas mistas. Mas foi, na década de 1990, que o steel deck foi introduzido no mercado brasileiro da construção civil. Para Deliberato (2006), o sistema de lajes mistas tem se transformado em tecnologia padrão nos países industrializados, onde o seu uso destaca-se em grandes edificações que necessitem de boa racionalização e velocidade na execução, como pavilhões industriais, shopping centers, hotéis, hospitais, edifícios residenciais, comerciais e garagem. Pode-se citar como exemplo recente de obra utilizando o sistema de lajes mistas steel deck, no Rio Grande do Sul, a construção do Hotel Ibis, realizada no ano de 2011, na cidade de Canoas, conforme mostra a figura 3. Este empreendimento de 7 andares, com 30 metros de altura, 15 metros de largura e 40 metros de comprimento, foi construído em apenas 67 dias e 8 horas. Nesse período foram concluídas a estrutura metálica de 7 pavimentos, a concretagem de todas as lajes, montagem das escadas e instalação da estrutura e das placas cimentícias que compõem a fachada do prédio, economizando 60% do tempo que seria necessário para a execução da estrutura em concreto armado de uma obra desse porte (GRUPO MEDABIL, 2011a).
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LAJE TIPO STEEL DECK ISODECK isoestemetalica. isoestemetalica

LAJE TIPO STEEL DECK ISODECK isoestemetalica. isoestemetalica

É necessário acrescentar um malha de aço para retração, com área mínima de 0,1% da área de capeamento de concreto acima da forma. Esta malha deve ser posicionada 20mm abaixo do topo da[r]

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Estudo do pré-dimensionamento de pilares

Estudo do pré-dimensionamento de pilares

 Para os pilares de canto P1, P6, P7 e P12, temos momento fletor atuando nas duas direções, e fazendo a análise das situações estudadas vemos que os pilares do 8º pavimento resistem às solicitações com armadura mínima, deixando sua resistência maior que o necessário às suas cargas atuantes, podendo deixar a critério do projetista de pensar em uma pequena redução da seção transversal, lembrando que já utilizamos uma seção compacta de 20 x 35 cm. Para os pilares de 3º, 4º, 5º, 6º e 7º pavimentos os resultados obtidos foram satisfatórios, onde o pré-dimensionamento realizado atendeu aos critérios especificados pelo estudo. Estes pilares tiveram taxas de armaduras dentro do limite máximo possível, ficando com seus pontos de interação dos momentos Mxd x Myd próximos da borda interna da linha traçada pelo diagrama, atendendo ao critério de seção econômica. Para os pilares de canto do 1º e 2º pavimentos os resultados não alcançaram os objetivos, pois as taxas de armadura necessárias excedem os limites máximos permitidos. Os valores elevados de momentos fletores atuantes aumentam a excentricidade da carga vertical aplicada na seção, exigindo uma resistência maior dos pilares. Desta forma seria obrigatório o projetista prever um aumento da seção transversal em um seguinte pré-dimensionamento, antes de realizar o dimensionamento e detalhamento final desses pilares.
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