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Escola Técnica Alvorada Curso Técnico em Edificações PROJETOS DE ESTRUTURAS Imperatriz 2024 Docente: Greicy Ladislau, professora, Técnica em Edificações, Engenheira Civil, Pós-graduada em Avaliações e Pericias em obras. Projetos Estruturais I-1 CAPÍTULO I ASPECTOS GERAIS SOBRE O PROJETO ESTRUTURAL 1.1 - INTRODUÇÃO Com o objetivo de enfatizar os princípios básicos para a realização de um projeto em concreto armado. Procura-se apresentar as diversas fases do projeto na ordem que elas ocorrem, de modo que à medida que se desenvolve o projeto e as dúvidas forem surgindo, tem-se o apoio técnico, sempre necessário para o seu desenvolvimento. O projeto estrutural é o detalhamento completo de toda a estrutura da edificação em questão. É o projeto estrutural que vai determinar a quantidade de pilares, vigas, fundações, lajes e escadas, bem como a espessura, quantidade, comprimento e espaçamento das ferragens que vão compor os elementos estruturais. O projeto estrutural deve resultar num conjunto de dados e elementos que, a partir da definição da obra, permita a execução de sua estrutura portante, capaz de submeter- se à utilização a que a edificação se destina. Neste trabalho aborda-se cada elemento estrutural no momento em que aparece. Assim, ao se abordarem carregamentos, serão discutidas as cargas em lajes, vigas e pilares. Ao se abordarem esforços, serão trabalhados esforços também em lajes, vigas e pilares e assim sucessivamente. Um projeto bem detalhado propicia a execução da obra sem maiores paralisações, incidentes e demolições e, portanto, com maior economia e racionalidade. Para tanto, a NBR-7191 descreve como deve ser a execução de desenhos para obras de concreto armado; a sua observação é de fundamental importância, principalmente para a obtenção de maior clareza nos projetos. O projeto de estruturas compõe-se das seguintes fases principais: a) Estudo do projeto: leitura do projeto arquitetônico e concepção da estrutura; Projetos Estruturais I-2 b) Cálculo de esforços solicitantes: trata-se do cálculo mais completo possível de todos os esforços que irão interferir no dimensionamento das peças, devendo se considerar as cargas complementares, tais como as de elevadores, a ação do vento e muro de arrimo, traçando diagramas ou compondo tabelas, conforme a necessidade do projeto; c) Locação dos pilares e cargas na fundação: somam-se todas as cargas até o nível da fundação, pré-dimensionam-se os pilares e os posicionam corretamente na arquitetura e, conseqüentemente, no terreno onde será implantada a obra; d) Formas: as plantas de forma apresentam as dimensões externas de todas as lajes, vigas e pilares, bem como suas cotas no pavimento, onde se deve observar que o desenho é desenvolvido, considerando-se a projeção dos elementos estruturais sobre um plano imaginário situado imediatamente abaixo do que se quer representar. As arestas visíveis são aquelas voltadas para o plano de projeção; e) Detalhamento dos pilares: deve ser realizado, observando-se os esforços atuantes e principalmente as normas que definem os parâmetros mínimos para a sua execução; f) Detalhamento de vigas: consiste na determinação das armaduras de todas as vigas, bem como de todos os comprimentos, dobras, ganchos e emendas das barras de armação; g) Detalhamento de lajes: consiste na determinação das armaduras negativas, positivas e complementares, assim como também de todos comprimentos, espaçamentos, cortes, dobras e quantidades para a unidade ou conjunto representado; h) Complementares: compreendem os projetos complementares, as escadas, caixas d’água superior e inferior, muros de arrimo e elementos decorativos, se houver. Deve-se destacar que para as fases de projeto que envolvem a análise e o dimensionamento, é fundamental a observação dos parâmetros definidos por normas, tais como dimensões e armaduras mínimas. No caso específico de edificações, a NBR-6118 define estes parâmetros de projeto. Projetos Estruturais I-2 DESENHO E LEITURA DE PROJETOS DE ESTRUTURA Todo projeto de estrutura de um edifício é composto de três tipos de desenhos: • A planta de cargas; • A planta de fôrmas; • o desenho de armaduras. O primeiro projeto a ser desenvolvido é sempre a planta de fôrmas, visto que é preciso estimar as cargas do edifício para transferir à planta de cargas. TERMINOLOGIA NOS DESENHOS Os elementos estruturais são normalmente designados por uma letra e número, seguindo uma determinada lógica. NUMERAÇÃO: Lajes: a numeração é feita da esquerda para a direita e de cima para baixo, nesta ordem. Vigas: a numeração se inicia com as vigas dispostas horizontalmente (em planta), de cima para baixo, e depois segue-se com as vigas dispostas verticalmente, da esquerda para direita. Pilares: segue a mesma lógica da numeração das lajes, é feita da esquerda para a direita e de cima para baixo. PLANTA DE FÔRMAS O desenho para execução de formas de um edifício é composto por uma planta que contenha a geometria do conjunto de pilares, vigas e lajes. Neste desenho, os detalhes informados devem definir claramente os elementos estruturais (suas dimensões, sua localização em relação aos eixos e sua identificação). Comumente, elaborado para cada pavimento, em escala 1:50, pode ter detalhes em outras escalas. Pilares: Os pilares são representados na planta de fôrmas em corte, ou seja, representa-se a seção transversal do pilar com suas dimensões. Veja o exemplo abaixo: https://www.concretoarmado.org/plans-pricing?appSectionParams=%7B%22navigateToSectionProps%22%3A%22eyJzZWN0aW9uSWQiOiJwb3N0IiwiYXBwRGVmaW5pdGlvbklkIjoiMTRiY2RlZDctMDA2Ni03YzM1LTE0ZDctNDY2Y2IzZjA5MTAzIiwic3RhdGUiOiJyZWNlaXRhLWRhLW1hc3NhIiwic2hvdWxkUmVmcmVzaElmcmFtZSI6dHJ1ZX0%3D%22%2C%22planIds%22%3A%22baafcd4a-94ba-4a5c-b8f9-1db9053d5fb5%22%2C%22verticalStatusContent%22%3A%22eyJ0aXRsZVRleHQiOiJPYnJpZ2FkbyBwZWxhIHN1YSBhc3NpbmF0dXJhIiwiY29udGVudFRleHQiOiJWb2PqIHJlY2ViZXLhIHVtIGVtYWlsIGRlIGNvbmZpcm1h5%2BNvLlxuQWdvcmEgdm9j6iBwb2RlIHZvbHRhciBhbyBzZXUgcG9zdC4iLCJidXR0b25UZXh0IjoiQ29udGludWFyIExlbmRvIn0%3D%22%2C%22biOptions%22%3A%22eyJyZWZlcnJhbEluZm8iOiJibG9nLXBvc3QtcGF5d2FsbCIsInJlZmVycmFsSWQiOiI1ZmY0N2MxYjA5YjYwZTAwMThlYTQ3MDkifQ%3D%3D%22%7D https://www.concretoarmado.org/plans-pricing?appSectionParams=%7B%22navigateToSectionProps%22%3A%22eyJzZWN0aW9uSWQiOiJwb3N0IiwiYXBwRGVmaW5pdGlvbklkIjoiMTRiY2RlZDctMDA2Ni03YzM1LTE0ZDctNDY2Y2IzZjA5MTAzIiwic3RhdGUiOiJyZWNlaXRhLWRhLW1hc3NhIiwic2hvdWxkUmVmcmVzaElmcmFtZSI6dHJ1ZX0%3D%22%2C%22planIds%22%3A%22baafcd4a-94ba-4a5c-b8f9-1db9053d5fb5%22%2C%22verticalStatusContent%22%3A%22eyJ0aXRsZVRleHQiOiJPYnJpZ2FkbyBwZWxhIHN1YSBhc3NpbmF0dXJhIiwiY29udGVudFRleHQiOiJWb2PqIHJlY2ViZXLhIHVtIGVtYWlsIGRlIGNvbmZpcm1h5%2BNvLlxuQWdvcmEgdm9j6iBwb2RlIHZvbHRhciBhbyBzZXUgcG9zdC4iLCJidXR0b25UZXh0IjoiQ29udGludWFyIExlbmRvIn0%3D%22%2C%22biOptions%22%3A%22eyJyZWZlcnJhbEluZm8iOiJibG9nLXBvc3QtcGF5d2FsbCIsInJlZmVycmFsSWQiOiI1ZmY0N2MxYjA5YjYwZTAwMThlYTQ3MDkifQ%3D%3D%22%7D Projetos Estruturais I-2 Neste tipo de desenho, deve-se indicar por meio de legenda como os pilares se inter-relacionam entre os pavimentos. Vigas: Na planta de fôrmas, as vigas são representadas em planta, com cortes inseridos no desenho, contendo as informações tais como as dimensões da seção transversal (largura e a altura) e o comprimento. Projetos Estruturais I-2 Lajes: As lajes numa planta de fôrmas ficam praticamente definidas com a representação das vigas e pilares. Deve-se cuidar, contudo, da representação de rebaixos, elevações e aberturas nas lajes. Projetos Estruturais I-2 Planta de fôrmas do nível das lajes e das fundações Nas plantas de fôrmas, os detalhes informados devem definir perfeitamente os elementosestruturais, incluindo suas medidas, conforme os modelos a seguir: PLANTA DE FÔRMAS DO NÍVEL DE LAJE: Projetos Estruturais I-2 PLANTA DE FÔRMAS DA FUNDAÇÃO: Escadas A escada não é representada na planta de fôrmas de algum pavimento. Neste caso, é elaborado um desenho à parte da escada, em folha à parte e em escala maior. Planta de cargas A planta de cargas e de locação de pilares é um desenho elaborado para, em conjunto, com as sondagens do terreno, permitirem a avaliação e análise para escolha do tipo de fundação. Projetos Estruturais I-2 Trata-se de um desenho relativamente simples, contendo as seções dos pilares locados, com os eixos de referência, e com as cargas que serão transmitidas ao solo pela estrutura. Cortes nas plantas de fôrmas É comum apresentar dois cortes na fôrma, um transversal e outro longitudinal. Os cortes feitos na planta de fôrmas são necessários para mostrar detalhes que não conseguem ser visualizados em planta. DESENHOS PRELIMINARES DE FÔRMAS Depois se ter feito o lançamento da estrutura e o seu pré-dimensionamento, ou seja, estando finalizado todo o arranjo dos elementos estruturais, devem ser elaborados os desenhos preliminares de fôrmas de todos os pavimentos, inclusive do nível do baldrame, com as dimensões baseadas no esquema de lançamento estrutural feito sobre o projeto arquitetônico, obedecidos os critérios do pré-dimensionamento dos elementos estruturais. Esses desenhos preliminares de fôrmas obedecem a simbologia e as técnicas apresentadas, assim como os desenhos finais. As larguras das vigas são adotadas para atender condições de arquitetura ou construtivas. Sempre que possível, devem estar embutidas na alvenaria e permitir a passagem de tubulações. Projetos Estruturais I-2 O ideal é que todas as vigas tenham a mesma altura, para simplificar o cimbramento, mas pode-se adotar até três medidas diferentes para a altura. Em edificações residenciais de pequeno porte, é conveniente que as alturas das vigas não ultrapassem 50 cm, para não interferir nos vãos de portas e janelas. Devem ser colocadas as cotas parciais e totais em cada direção, posicionadas fora do contorno do desenho, para facilitar a visualização. TÉCNICAS DE ARMAR ESTRUTURAS DE CONCRETO As armaduras nas estruturas de concreto para cumprirem bem sua função de vencer os esforços que o concreto é deficiente, precisam estar nas posições corretas. Apresentamos de modo muito breve as principais armaduras dos elementos usuais de concreto. LAJES Nas lajes maciças, as armaduras se dividem em: • ARMADURAS POSITIVAS: são dispostas nas duas direções (x,y) do plano da laje, na face inferior. • ARMADURAS NEGATIVAS: são armaduras dispostas junto à face superior da laje, na ligação entre dois painéis (bordas internas) e no seu perímetro externo (bordas externas). Detalhes das armaduras nas bordas: VIGAS As barras longitudinais das vigas resistem aos esforços de tração decorrentes dos momentos fletores. Os estribos constituem-se na armadura transversal resistente aos esforços de tração decorrentes das forças cortantes. https://doi.org/10.5281/zenodo.7872401 https://doi.org/10.5281/zenodo.7872401 Projetos Estruturais I-2 As barras na parte superior podem funcionar como armaduras de compressão (armadura dupla) ou como armadura de distribuição (secundária), para montagem da peça. PILARES Nos pilares, temos no mínimo 4 barras (nos vértices) como armadura principal. Trata-se de armaduras de equilíbrio geral, que complementam o esforço normal resistente. Além disso, assim, como as vigas, temos os estribos, contudo, nos pilares, os estribos cumprem uma função diferente: vencer o efeito indesejado da flambagem. Projetos Estruturais I-2 MODELOS DE DESENHOS DE ARMADURAS LAJES Projetos Estruturais I-2 VIGAS Projetos Estruturais I-2 PILARES Projetos Estruturais I-3 1.2 - FUNCIONAMENTO DA ESTRUTURA O funcionamento real de distribuição das cargas nas estruturas, em geral, não possui um caminho perfeitamente definido, como é de costume admitir, uma vez que, após a concretagem dos elementos que constituem a estrutura, estes passam a compor um único elemento monolítico, trabalhando em conjunto e, portanto, deformando em conjunto. Desta forma, o fluxo de cargas é alterado para caminhos de difícil determinação por meios comuns. Diante desta dificuldade, a norma brasileira de projetos e execução de obras em concreto armado, NBR-6118, admite uma série de simplificações no modelo real, tornando-o mais simples e de fácil manipulação por meios mais comuns. A mecânica do funcionamento teórico da distribuição de cargas é muito simples, ou seja, as lajes suportam as cargas verticais e as transmitem para as vigas que, por sua vez as transmitem aos pilares que as descarregam nas fundações. Para melhor compreensão, observe as figuras 1.1 e 1.2, em que estão apresentados os esquemas de trabalho da estrutura no modelo real (onde a estrutura se deforma em conjunto) e no modelo teórico (onde se pode desconsiderar a deformação em conjunto de lajes, vigas e pilares). Figura 1.1 - Modelo real de deformações e distribuição de cargas. Projetos Estruturais I-4 Figura 1.2 - Modelo teórico admitido para o cálculo das lajes, desconsiderando trabalho em conjunto das lajes e vigas e pilares. 1.3 - CONCEPÇÃO DA ESTRUTURA Trata-se da definição dos pontos na arquitetura em que serão posicionados as lajes, vigas e pilares. Uma boa concepção (lançamento) proporciona uma estrutura mais estável, leve e racional e, portanto, mais econômica. Para tal, o projetista deve trabalhar com o bom senso e obedecer a algumas regras básicas, tais como: • Análise minuciosa da arquitetura para que se mantenha a sua forma e o conjunto; • Posição de todos os pilares nas garagens, nos apartamentos e na cobertura; • Funcionamento da estrutura (contraventamento, distribuição de cargas, processos executivos, etc.). 1.3.1 - Análise do projeto de arquitetura Antes do lançamento da estrutura o projetista deve observar atentamente todas as peculiaridades do projeto de arquitetura. Importa iniciar o estudo, preferencialmente, pelo pavimento tipo, com as seguintes observações: • Analise todas as plantas baixas; • Analise todos os cortes; • Verifique possíveis diferenças de níveis nos diversos pavimentos; • Verifique todas as fachadas; • Dê atenção especial às peculiaridades do pavimento térreo, pois este sempre merece maior atenção. Projetos Estruturais II-1 Somente após ter conhecido todo o projeto de arquitetura e ter discutido as possíveis dúvidas com o projetista de arquitetura, dê prosseguimento ao lançamento da estrutura. 2.1 CLASSIFICAÇÃO DAS AÇÕES As ações a considerar classificam-se, de acordo com a ABNT NBR 8681, em permanentes, variáveis e excepcionais. Para cada tipo de construção, as ações a considerar devem respeitar suas peculiaridades e as normas a ela aplicáveis, ou seja, ao caderno de especificações do empreendimento, considerações sobre o processo construtivo com indicativo de materiais e equipamentos que serão utilizados durante e ou após a construção do edifício. 2.2 - AÇÕES PERMANENTES 2.2.1 - Generalidades Ações permanentes são as que ocorrem com valores praticamente constantes durante toda a vida da construção. Também são consideradas como permanentes as ações que crescem no tempo, tendendo a um valor limite constante. As ações permanentes devem ser consideradas com seus valores representativos mais desfavoráveis para a segurança. Projetos Estruturais II-2 2.2.2 - Ações permanentes diretas As ações permanentes diretassão constituídas pelo peso próprio da estrutura e pelos pesos dos elementos construtivos fixos e das instalações permanentes. Considera- se neste caso o peso próprio, os revestimentos e paredes. a) Peso Próprio Nas construções correntes admite-se que o peso próprio da estrutura seja avaliado adotando-se o concreto armado com peso específico médio de 25 kN/m3. Quando se trabalha com concretos especiais densos ou leves o peso específico a ser considerado para o concreto armado deve ser tomado como sendo o peso específico avaliado para o concreto simples acrescido de 1 kN/m3. b) Peso dos elementos construtivos fixos e de instalações permanentes As massas específicas dos materiais de construção correntes podem ser avaliadas com base nos valores indicados na NBR 6120. A consideração dos revestimentos na estrutura deve contemplar a diversidade de materiais que podem ser utilizadas bem como caracterizar o processo construtivo. c) Empuxos permanentes Consideram-se como permanentes os empuxos de terra e outros materiais granulosos quando forem admitidos não removíveis. 2.2.3 - Ações permanentes indiretas As ações permanentes indiretas são constituídas pelas deformações impostas por retração e fluência do concreto, deslocamentos de apoio e imperfeições geométricas. 2.3.3.1 - Retração do concreto A retração é a diminuição de volume devido à evaporação da água não consumida na reação química de pega do concreto. A deformação específica de retração do concreto pode ser calculada conforme indica o anexo A da NBR-6118. Projetos Estruturais II-5 2.3 - AÇÕES VARIÁVEIS 2.3.1 - Ações variáveis diretas As ações variáveis diretas são constituídas pelas cargas acidentais previstas para o uso da construção, pela ação do vento e da água, devendo-se respeitar as prescrições feitas por Normas Brasileiras específicas. a) Cargas acidentais previstas para o uso da construção As cargas acidentais correspondem normalmente a: • cargas verticais de uso da construção; • cargas móveis, considerando o impacto vertical; • impacto lateral; • força longitudinal de frenação ou aceleração; • força centrífuga. Essas cargas devem ser dispostas nas posições mais desfavoráveis para o elemento estudado, ressalvadas as simplificações permitidas por Normas Brasileiras específicas. No caso dos edifícios, as cargas acidentais estão prescritas na NBR-6120 com a qualificação dos ambientes. Também a consideração da redução destas cargas para a somatória de cargas nos pilares Projetos Estruturais II-6 b) Ação do vento Os esforços devidos à ação do vento devem ser considerados e recomenda-se que sejam determinados de acordo com o prescrito pela ABNT NBR 6123. Deve ser considerado que a ação de vento nas estruturas de concreto armado tem características especiais. c) Ação da água O nível d'água adotado para cálculo de reservatórios, tanques, decantadores e outros deve ser igual ao máximo possível compatível com o sistema de extravasão. Nas estruturas em que a água de chuva possa ficar retida deve ser considerada a presença de uma lâmina de água correspondente ao nível da drenagem efetivamente garantida pela construção. d) Ações variáveis durante a construção As estruturas em que todas as fases construtivas não tenham sua segurança garantida pela verificação da obra pronta devem ter, incluídas no projeto, as verificações das fases construtivas mais significativas e sua influência na fase final. A verificação de cada uma dessas fases deve ser feita considerando a parte da estrutura já executada e as estruturas provisórias auxiliares com os respectivos pesos próprios. Além disso, devem ser consideradas as cargas acidentais de execução. 2.3.2 - Ações variáveis indiretas a) Variações uniformes de temperatura Conforme a NBR 6118, no item 11.4.2.1, a variação da temperatura da estrutura, causada globalmente pela variação da temperatura da atmosfera e pela insolação direta, é considerada uniforme. Ela depende do local de implantação da construção e das dimensões dos elementos estruturais que a compõem. De maneira genérica podem ser adotados os seguintes valores: • para elementos estruturais cuja menor dimensão não seja superior a 50 cm, deve ser considerada uma oscilação de temperatura em torno da média de 10ºC a 15ºC; Projetos Estruturais III-18 • para elementos estruturais maciços ou ocos com os espaços vazios inteiramente fechados, cuja menor dimensão seja superior a 70 cm, admite-se que essa oscilação seja reduzida respectivamente para 5ºC a 10ºC; • para elementos estruturais cuja menor dimensão esteja entre 50 cm e 70 cm admite-se que seja feita uma interpolação linear entre os valores acima indicados. A escolha de um valor entre esses dois limites pode ser feita considerando 50% da diferença entre as temperaturas médias de verão e inverno, no local da obra. Para estruturas de edifícios de grande extensão recomenda-se que sejam criadas juntas de dilatação na estrutura para que haja ajuste das deformações geradas na estrutura com as dilatações dos materiais complementares (paredes, esquadrias, pisos, etc). A extensão recomendada é da ordem de 30 metros. b) Variações não uniformes de temperatura Nos elementos estruturais em que a temperatura possa ter distribuição significativamente diferente da uniforme, devem ser considerados os efeitos dessa distribuição. Na falta de dados mais precisos pode ser admitida uma variação linear entre os valores de temperatura adotados, desde que a variação de temperatura considerada entre uma face e outra da estrutura não seja inferior a 5ºC. É o caso, por exemplo, de fachadas com grande insolação e o ambiente interno com refrigeração permanente. c) Ações dinâmicas Quando a estrutura, pelas suas condições de uso, está sujeita a choques ou vibrações, os respectivos efeitos devem ser considerados na determinação das solicitações e a possibilidade de fadiga deve ser considerada no dimensionamento dos elementos estruturais. Projetos Estruturais III-18 CONCRETO ARMADO: GENERALIDADES É a associação do concreto simples com uma armadura, constituída por barras de aço. Os dois materiais devem resistir solidariamente aos esforços solicitantes. Essa solidariedade é garantida pela aderência. VANTAGENS DO CONCRETO ARMADO Como material estrutural, o concreto apresenta várias vantagens em relação a outros materiais. Suas grandes vantagens são: • é moldável, permitindo grande variabilidade de formas e de concepções arquitetônicas; • apresenta boa resistência à maioria dos tipos de solicitação, desde que sejam feitos um correto dimensionamento e um adequado detalhamento das armaduras; • a estrutura é monolítica, fazendo com que todo o conjunto trabalhe quando a peça é solicitada; • baixo custo dos materiais; • baixo custo de mão-de-obra; • processos construtivos conhecidos e bem difundidos em quase todo o país; https://www.researchgate.net/publication/371227416_Aproveitamento_de_aguas_residuarias_e_pluviais_em_servicos_de_lavagem_automotiva https://www.researchgate.net/publication/371227416_Aproveitamento_de_aguas_residuarias_e_pluviais_em_servicos_de_lavagem_automotiva Projetos Estruturais III-18 • o concreto é durável e protege a armação contra a corrosão; • os gastos de manutenção são reduzidos, desde que a estrutura seja bem projetada e adequadamente construída; • o concreto é pouco permeável à água, quando executado em boas condições de plasticidade, adensamento e cura; • é material seguro contra fogo, desde que a armadura seja convenientemente protegida pelo cobrimento; • é resistente a choques e vibrações, efeitos térmicos, atmosféricos e a desgastes mecânicos. • RESTRIÇÕES DO CONCRETO E ALTERNATIVAS O concreto apresenta algumas restrições.As principais são: • baixa resistência à tração; • fragilidade; • fissuração; • peso próprio elevado; • custo de formas para moldagem; • corrosão das armaduras. As alternativas ou providências que podem ser tomadas para suprir as deficiências (restrições) que o concreto apresenta são várias. Por exemplo, a baixa resistência à tração, a fragilidade e fissuração pode ser contornada com o uso correto de armadura de aço, com barras de aço adequadas e limitação do diâmetro das barras e da tensão na armadura. O uso de concretos com maior resistência à compressão é uma das maneiras de se conseguir peças de menores dimensões, aliviando o peso próprio das estruturas. A corrosão da armadura é prevenida com controle da fissuração e com o uso de adequado de cobrimento, cujo valor depende do grau de agressividade do ambiente em que a estrutura for construída. DEFINIÇÕES ESTRUTURA: É o conjunto dos elementos interligados de uma construção, que é estável para determinada carga, composto com a finalidade de receber e transmitir esforços. PEÇAS ESTRUTURAIS: em edifícios, os elementos estruturais principais são lajes, vigas, pilares e fundação. LAJES: são placas que, além das cargas permanentes, recebem as ações de uso e as transmitem para as vigas. Também tem a importante função de travar as vigas e pilares de um pavimento. VIGAS: são barras horizontais que delimitam as lajes, suportam paredes e recebem ações das lajes ou de outras vigas e as transmitem aos pilares. PILARES: são barras verticais que recebem as ações das vigas e dos andares superiores e transmitem para os elementos inferiores ou para a fundação. Projetos Estruturais III-18 FUNDAÇÃO: são elementos que recebem os esforços da estrutura e as transferem para o solo. OBJETO DE ESTUDO Serão considerados edificações de pequeno porte aqueles com estruturas regulares muito simples, que apresentem: • até três pavimentos; • ausência de protensão; • cargas acidentais nunca superiores a 3kN/m²; • altura de pilares até 3m e distância entre pilares de 3 a 5m; • largura do lado menor de lajes (lx) de até 4m; • largura de balanços de até 1m; • sem consideração do efeito de vento sobre a estrutura. • CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO Este tópico tem por finalidade destacar as principais características e propriedades do material concreto, incluindo aspectos relacionados ao projeto estrutural. Classes de resistência O projeto de estrutura objetivo do nosso estudo, trabalhará com os concretos compreendidos nas classes de resistência do grupo I: Peso específico Para efeito de cálculo, pode-se adotar para o concreto simples o valor de 24 kN/m³ e para o concreto armado o valor de 25 kN/m³. Quando, em razão de traço especial, for determinado outro peso específico para o concreto simples, pode-se acrescentar 1 a 1,5 kN/m³, para se chegar ao peso específico do concreto armado. Resistência à compressão A resistência à compressão do concreto é a característica mecânica mais importante. A referência à resistência a compressão é designada por: • o fck = resistência característica, equivalente a fcj28. • o fcj = resistência a idade “j” dias. • o fcd = resistência de cálculo ou projeto, aplicado coeficiente de segurança. Projetos Estruturais III-18 CARACTERÍSTICAS DOS AÇOS ESTRUTURAIS As armaduras usadas no concreto armado apresentam-se em forma de barras e fios. De acordo com as normas, as barras são produtos obtidos por laminação a quente e os fios são produtos obtidos por trefilação ou processo equivalente, p.ex., estiramento. Aspecto geométrico O aspecto geométrico das barras e dos fios é o de peças cilíndricas de seção circular. O valor arredondado, em milímetros, do diâmetro da seção transversal nominal das barras e dos fios, é denominado bitola (ф). As primeiras barras empregadas tinham a superfície lisa. São chamadas barras lisas. Quando se pensou em obterem-se aços de maior resistência com o intuito de diminuir-se o consumo de armadura, dois problemas tiveram que ser enfrentados: a limitação da fissuração do concreto e a melhoria das condições de aderência entre o aço e concreto. Surgiram, então, as barras com mossas ou saliências transversais também denominadas de barras de alta aderência. Projetos Estruturais III-18 Fornecimento a) Comprimentos: o comprimento normal de fabricação das barras e dos fios é de 12 metros. A tolerância de fabricação nesse comprimento é de +/- 1%. É possível conseguirem-se comprimentos maiores (ou especiais), mas, para isso, deverá ser feita encomenda especial. b) Bitolas comerciais: as barras apresentam-se no mercado com as seguintes bitolas ф: Os fios apresentam-se no mercado com as seguintes bitolas ф: Projetos Estruturais III-18 Tabela-padrão O quadro de valores na tabela abaixo é muito importante para o detalhamento das peças de concreto armado. Para elaboração dessa tabela foram utilizados os valores nominais, a saber: áreas das seções transversais, massas lineares (kg/m) e diâmetro das seções transversais. Para o cálculo das massas lineares, foi utilizado para a massa específica do aço o valor de 7,85 kg/dm³. Classificação a) pela resistência característica (fyk): de acordo com o valor da resistência característica, os aços classificam-se em 3 categorias: CA-25, CA-50, CA-60. A sigla CA significa “concreto armado” e o número em seguida a ela é o valor da resistência característica de cada expresso em kgf/mm² ou kN/cm². Projetos Estruturais III-18 b) pelo processo de fabricação (fyk): de acordo com o processo de fabricação, os aços para o concreto estrutural classificam-se: • o CLASSE A (barras): CA-25, CA-50, fabricados por laminação a quente; • o CLASSE B (fios): CA-60, fabricados por trefilação, deformação a frio ou processo a frio. As barras de aço (classe A) são aquelas obtidas por laminação a quente, sem necessidade de posterior deformação a frio. Este tipo de aço possui escoamento definido caracterizado por patamar no diagrama tensão × deformação respectivo. Assim: Portanto, nos aços classe A, o limite de elasticidade (f0) e limite de escoamento real (fyk) coincidem (ponto A, da figura acima). Os fios de aço (classe B) são aqueles obtidos por deformação a frio (torção, compressão transversal, estiramento, trefilação, relaminação a frio). Este tipo de aço não possui escoamento definido no diagrama tensão × deformação. Possui, portanto, um limite de escoamento convencional definido por uma deformação específica permanente de 2‰. Assim: Portanto, nos aços classe B, o limite de elasticidade (f0, ponto A) não coincide com o limite de escoamento convencional (fyk, ponto B). RESUMO: Projetos Estruturais III-18