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ESTRUTURAS DE CONCRETO II CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Prof.ª Dra. Gláucia Nolasco de Almeida Mello Escada externa construída em concreto armado http://www.bark.ee/eng/images/precast-stairs.jpg Estruturas de Concreto II • Escadas Usuais • Formas • Partes Componentes • Dimensões • Ações Atuantes • Modelo Estrutural P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 2 Formas 3 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o https://images.adsttc.com/media/images/5834/7 b44/e58e/cea9/4800/0141/slideshow/Formby_05. jpg?1479834405 https://media.licdn.cn/dms/image/C561BAQE3SmTvgD66kg/company- background_10000/0/1606773065216?e=2159024400&v=beta&t=YE78o09FuHIXeS7d11b M9V7Z01MwaefRYsLt_lI8qnM https://specializedstairs.com/wp- content/uploads/2020/01/Contemporary-Flared- Staircase-Feature-2.jpg https://images.homify.com/c_fill,f_auto,q_0,w_740/v15463 55501/p/photo/image/2850508/Cantilever-Floating- Staircase-Glass-balustrade.jpg Formas 4 Escadas em L Escadas em U Fig. 1: Escadas retangulares. Fonte: (MELGES et al., 1997) P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Formas 5 Escadas com lances adjacentesEscadas em O P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Fig. 2: Escadas retangulares. Fonte: (MELGES et al., 1997) Formas 6 Fig. 3: Escadas curvas. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Formas 7 Fig. 4: Escada Caracol /Helicoidal. (a) degrau em concreto pré-fabricado; (b) representação em planta; (c) representação em corte. (a) (b) (c) P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Partes Componentes • Lanço ou Lance – série ininterrupta de degraus. Segundo a legislação vigente, o número máximo de degraus por lanço é de 19. • Patamar – superfície de nível usada para separar lances. Sua função é proporcionar certo descanso na marcha, como também mudança de direção no percurso. • Degrau – composto de Piso e Espelho 8 Patamar Lance Degrau Fig. 5: Nomenclatura P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Partes Componentes • Piso – parte que se desenvolve no sentido horizontal e recebe o pé humano. • Espelho – parte que separa dois pisos consecutivos determinando a altura do degrau. Deverá ter dimensão constante em toda a extensão da escada. • Bocel - borda saliente do degrau sobre o espelho, arredondada ou não na parte inferior. 9 Fig. 6: Nomenclatura P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Partes Componentes • Parapeito ou guarda-corpo – proteção colocada na extremidade do degrau para impedir a queda das pessoas. 10 Fig. 7: Guarda-corpo em vidro e metal. Fonte: http://vidracariadepaula.com.br/guarda-corpo/ P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Partes Componentes • Caixa – cômodo destinado à escada e por ela ocupado. • Linha de percurso – linha paralela ao parapeito ou corrimão, distante 50 a 60 centímetros destes. Indica o percurso de quem sobe a escada. 11 Fig. 8: Caixa de escada. Fonte: http://www.guiasegci.com.br/site/legislacao/instrucao-tecnica- no-112011-saidas-de-emergencia/ P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Fig. 9: Partes componentes de uma escada. 12 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Partes Componentes Um lanço de escada nunca pode ter menos de três degraus, nem subir altura superior a 3,70 m. (NBR 9077: 2001 - Saídas de emergência em edifícios) Dimensões • Largura Escadas secundárias ou de serviços: 80 a 90 cm; Edifícios residenciais ou de escritórios: 120 cm; Edifícios públicos ou comerciais: 200 cm ou mais. 13 Fig. 10: Representação da largura da escada. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o A largura das escadas deve ser estabelecida de acordo com o fluxo de pessoas, conforme ABNT NBR 9077. (NBR 9050: 2015 - Acessibilidade a edificações, mobiliário, espaços e equipamentos urbanos) Dimensões • Relação de Blondel: os degraus e espelhos de uma escada devem ter tamanhos que permitam um caminhar confortável e seguro. 14 O arquiteto francês Nicolas-François Blondel (1618-1686) foi quem analisou profundamente esta questão da segurança, energia e conforto em subir e descer escadas. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Fig. 11: Representação do estudo de Blondel. Fonte: http://www.ebanataw.com.br /escada/escada4.htm Dimensões 15 Relação de Blondel: s + 2 e = 60 cm a 64 cm Para: e = 18,5 cm. s = 25 cm s + 2 e = 62 cm P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o A NBR 9050:2015 recomenda a seguinte relação entre piso e degrau: 63 ≤ 𝑠 + 2𝑒 ≤ 65 Dimensões 16 Fig. 12: Limites para espelho e piso. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 28 - 32 1 6 - 1 8 28 – 32 cm 1 6 – 1 8 c m NBR 9050:2015 Dimensões 17Fig. 13: Limite para altura livre (hl ). P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Dimensões 18 Sendo: lv = desnível a vencer com a escada lh = seu desenvolvimento horizontal n = número de degraus P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 𝐭𝐚𝐧𝜶 = Τ𝒆 𝒔 𝒉𝒎 = Τ𝒉 𝐜𝐨𝐬𝜶 + Τ𝒆 𝟐 Adotado pelo projetista! Fig. 14: Parâmetros para dimensionamento. Dimensões 19 Tab. 1: Espessura da laje da escada em função do comprimento do vão, apenas referência. Fonte: CAMPOS FILHO, 2014 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o (h) Sugestão! Ações Atuantes • Peso próprio Degraus: calculado com a espessura média (hm ) e com o peso específico do concreto igual a 25 kN/m3 Patamar: calculado com a espessura da laje do patamar (hp) e com o peso específico do concreto igual a 25 kN/m3 20 Fig. 15: Alturas das lajes dos trechos de degraus e patamar. Fonte: CALIXTO & CHAVES, 2014 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Ações Atuantes • Revestimentos Para a força uniformemente distribuída de revestimento inferior (forro), somada à de piso, costumam ser adotados valores no intervalo de 0,8 kN/m2 a 1,2 kN/m2. Para o caso de materiais que aumentem consideravelmente o valor da ação, como, por exemplo, o mármore, aconselha-se utilizar um valor maior. 21 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Fonte: CALIXTO & CHAVES, 2014 Ações Atuantes 22 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Escadas e passarelas* Carga uniformemente distribuída (kN/m2) Hospitais 3,0 Residenciais, hotéis (dentro de unidades autônomas) 2,5 Residenciais, hotéis (uso comum) 3,0 Edifícios comerciais, clubes, escritórios, bibliotecas 3,0 Centros de exposição 5,0 Centros de convenções e locais de reunião de pessoas, teatros, igrejas 5,0 Escolas 3,0 Cinemas, centros comerciais, shopping centers 4,0 Servindo arquibancadas 5,0 Com acesso público 3,0 Sem acesso público 2,5 Tab. 2: Ação variável (ou ação de uso), adaptado da NBR 6120 (2019) Ações Atuantes P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 23 Atenção! Considerando duas pessoas (0,8 kN ou 80 kgf) a sobrecarga seria: 𝑠𝑐 = 2 × 0,80 0,3 × 1,20 Recomendação da NBR 6120 = 2,5 kN/m2 𝒔𝒄 = 𝟒, 𝟒 Τ𝒌𝑵 𝒎𝟐 Valor sugerido para sobrecarga para escadas de edifícios residenciais. Ações Atuantes 24 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lme id a M e ll o Escadas e passarelas* Carga uniformemente distribuída (kN/m2) Hospitais 3,0 Residenciais, hotéis (dentro de unidades autônomas) 2,5 Residenciais, hotéis (uso comum) 3,0 Edifícios comerciais, clubes, escritórios, bibliotecas 3,0 Centros de exposição 5,0 Centros de convenções e locais de reunião de pessoas, teatros, igrejas 5,0 Escolas 3,0 Cinemas, centros comerciais, shopping centers 4,0 Servindo arquibancadas 5,0 Com acesso público 3,0 Sem acesso público 2,5 Tab. 2: Ação variável (ou ação de uso), adaptado da NBR 6120 (2019) Nas escadas com trechos em balanço, devem ser verificados os efeitos da alternância das cargas. Para degraus isolados em balanço ou biapoiados, calcular o degrau com carga concentrada de 2,5 kN aplicada na posição mais desfavorável. A verificação com carga concentrada deve ser feita separadamente, sem consideração simultânea da carga variável uniformemente distribuída. Passarelas não inseridas nas edificações não fazem parte do escopo desta Norma, devendo-se consultar a ABNT NBR 7188. Ações Atuantes P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 25 Atenção! Supondo a escada de degraus isolados, localizada internamente em uma residência, é possível que duas pessoas estarem, simultaneamente, em um mesmo degrau. Ações Atuantes 26 Fig. 16: Escada residencial com degraus isolados. Fonte: http://archtendencias.com.br/arquitetura/residencia- seattle-oeste-lawrence-architecture/ P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Ações Atuantes • Gradil, mureta ou parede Quando a ação de gradil, mureta ou parede não está aplicada diretamente sobre uma viga de apoio, ela deve ser considerada no cálculo da laje. A rigor esta ação é uma força linearmente distribuída ao longo da borda da laje. No entanto, para escadas armadas longitudinalmente, é necessário transformar o peso do parapeito em uma carga distribuída por unidade de área da escada. 27Fonte: CALIXTO & CHAVES, 2014; ARAÚJO, 2014 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Ações Atuantes • Gradil Em geral: 0,3 kN/m e 0,5 kN/m. Mureta ou parede: depende do tipo de material empregado. Alvenaria de tijolos cerâmicos furados: a = 13,0 kN/m3 Alvenaria de tijolos cerâmicos maciços: a = 18,0 kN/m3 28 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Fonte: CALIXTO & CHAVES, 2014; ARAÚJO, 2014 Modelo Estrutural • Elemento resistente é uma laje armada em uma só direção. • Os degraus não têm função estrutural • Modelo estrutural comum Laje armada em uma só direção Simplesmente apoiada Solicitada por cargas verticais 29 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Modelo Estrutural 30 Armadura principal Armadura de distribuição P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Fig. 17: Classificação quanto à direção das armaduras principais: escadas armadas transversalmente. Fonte: MELGES et al., 1997 31 Armadura de distribuição ou secundária Armadura de principal P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Modelo Estrutural Fig. 18: Classificação quanto à direção das armaduras principais: escadas armadas longitudinalmente. Fonte: MELGES et al., 1997 32 Armadura Principal asy Armadura Principal asx P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o Modelo Estrutural Fig. 19: Classificação quanto à direção das armaduras principais: escadas armadas em cruz. Fonte: MELGES et al., 1997 1º Lance 2º Lance 1º Patamar 2º Patamar Denominando de p1 a carga total atuando por metro quadrado de projeção horizontal nos patamares e de p2 para os degraus. Modelo Estrutural Fig. 20: Escada em L, dois lances e dois patamares. Fonte: CALIXTO & CHAVES, 2014 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 33 Trecho 1 apoiado no Trecho 2 Trecho 2 recebendo a reação de apoio do Trecho 1 Fig. 21: Escada em L, divisão em dois trechos. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 34 1º Lance 2º Lance 1º Patamar 2º Patamar 3º Lance Denominando de p1 a carga total atuando por metro quadrado de projeção horizontal nos patamares e de p2 para os degraus. Modelo Estrutural Fig. 22: Escada em U, três lances e dois patamares. Fonte: CALIXTO & CHAVES, 2014 P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 35 Trecho 1 apoiado nos Trechos 2 e 3 Trecho 2 recebendo a reação de apoio R1 do Trecho 1 Trecho 3 recebendo a reação de apoio R2 do Trecho 1 Fig. 23: Escada em U, divisão em três trechos. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 36 P ro f. D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 37 P ro f. D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 38 https://structville.com/2016/08/design-of- reinforced-concrete-staircase-according- to-eurocode-2.html https://theodoredagatan.wixsite.com/neigh borhoodhandyman/post/how-to-construct- concrete-stairs Prof. Dra. Gláucia Nolasco de Almeida Mello 39 http://delescadas.blogspot.com/2014/02/at endendo-itu-e-regiao-especialista- em_27.html https://www.pinterest.ca/pin/1555156119 7035058/ https://br.pinterest.com/pin/63796 3103438185047/ P ro f. D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 40 Referência bibliográfica • ARAÚJO, J. M. Curso de Concreto Armado. 4 ed. vol. 4. Rio Grande: Dunas. 2014. • ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120. Cargas para cálculo estruturas de edificações. Rio de Janeiro: ABNT 1980. • CALIXTO, J. M. F. & CHAVES, R. Concreto II: Escadas (Notas de Aula). UFMG, 2014. • MELGES, J. L. P.; PINHEIRO, L. M. & GIONGO, J. S. Concreto Armado: Escadas (Notas de Aula). USP, 1997. P ro f. ª D ra . G lá u ci a N o la sc o d e A lm e id a M e ll o 41 Slide 1: ESTRUTURAS DE CONCRETO II Slide 2: Estruturas de Concreto II Slide 3: Formas Slide 4: Formas Slide 5: Formas Slide 6: Formas Slide 7: Formas Slide 8: Partes Componentes Slide 9: Partes Componentes Slide 10: Partes Componentes Slide 11: Partes Componentes Slide 12 Slide 13: Dimensões Slide 14: Dimensões Slide 15: Dimensões Slide 16: Dimensões Slide 17: Dimensões Slide 18: Dimensões Slide 19: Dimensões Slide 20: Ações Atuantes Slide 21: Ações Atuantes Slide 22: Ações Atuantes Slide 23: Ações Atuantes Slide 24: Ações Atuantes Slide 25: Ações Atuantes Slide 26: Ações Atuantes Slide 27: Ações Atuantes Slide 28: Ações Atuantes Slide 29: Modelo Estrutural Slide 30: Modelo Estrutural Slide 31: Modelo Estrutural Slide 32: Modelo Estrutural Slide 33: Modelo Estrutural Slide 34 Slide 35: Modelo Estrutural Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41: Referência bibliográfica