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UNIP 2016 CONCRETO ARMADO I PARTE II - pag (15 a 27 ).doc �PAGE � �PAGE �27� 4.1.2 cargas acidentais (sobrecargas, p) As cargas verticais que se consideram atuando nos pisos de edificações, além das que se aplicam em caráter especial referem-se a carregamentos devidos a pessoas, móveis, utensílios, assumidas como uniformemente distribuídas, com os valores mínimos indicados. Alem dessas, o peso de veículos (leves) especiais; a força de frenagem e aceleração dos mesmos; o peso de mobiliário especial, como cofres, que não são determinados em norma deverão ser informados pelo fabricante ou fornecedor. A NBR 6120 (ABNT,1980) prescreve os seguintes valores para edifícios residenciais: quarto, sala, copa, cozinha, banheiro .............150 kgf/m2 (1,5 kN/m2) despensa, área de serviço, lavanderia ............200 kgf/m2 (2,0 kN/m2) 4.1.3 Determinação dos momentos fletores A determinação dos momentos fletores em uma placa, pela Teoria da Elasticidade é bastante trabalhosa. Entretanto, como já foi dito, há tabelas com as quais o cálculo torna-se expedito. Neste trabalho adotamos as tabelas de CZERNY, adaptadas pelo prof. Burke para coeficiente de Poisson ν = 0,2 Nelas, o lado lx é sempre o lado menor. As notações M (“positivo”) e X (“negativo”) significam momentos fletores por unidade de largura (por metro) de laje. O calculo é imediato: Mx = qlx2 /m x (kN.m /m) My = qlx2 /m y “ Xx = qlx2 /n x “ Xy = qlx2 /n y “ onde: os coeficientes mx , my ,nx , ny são tabelados; q é a carga total de serviço atuante; (q = g+p) Mx e My são os momentos fletores positivos; Mx na direção x e My na direção y Xx e Xy são os momentos fletores negativos; Xx na direção x e Xy na direção y Cálculo dos momentos fletores Mx , My , Xx , Xy laje armada em uma direção – pode ser extraído das tabelas ou calculado manualmente . Nos casos mais comuns. Para laje simplesmente apoiada M = (g+p) l 2 / 8 Para laje apoiada-engastada M = (g+p) l 2 / 14,22 X = (g+p) l 2 / 8 Para laje engastada-engastada M = (g+p) l 2 / 24 X = (g+p) l 2 / 12 laje armada em duas direções - uso das tabelas de Czerny Os momentos quer sejam positivos (quando tracionam em baixo, M) ou negativos (quando tracionam em cima, X), são determinados pela expressão : M = (g+p). lx2 / k , onde: g+p = q = carga total sobre a laje (kN/m2) lx = vão menor da laje k = coeficiente função das condições de contorno (restrições nos apoios) k = mx (my) para momentos positivos na direção x (y) k = nx (ny) para momentos negativos na direção x (y) M = momento fletor máximo positivo ou negativo, em kN.m /metro de laje Em função das restrições nos apoios as tabelas apresentam 9 tipos de lajes como indicadas a seguir, com as indicações: apoio articulado simples apoio livre , isto é ausência de apoio apoio engastado Alem dos coeficientes m e n, as tabelas apresentam o coeficiente ( para o cálculo de verificação da esbeltez da laje, limitada pela flecha admissível l / 300, (da norma,)e considerando o caso mais desfavorável de laje simplesmente apoiada em seu contorno. com; lx = vão menor q = carga total na laje E = módulo de elasticidade do concreto I = momento de inércia da seção da laje (100 x h) Para os casos também comuns que aparecem freqüentemente nos projetos de edifícios, de lajes poligonais aplicam-se as mesmas tabelas de lajes retangulares porem considerando certas simplificações demonstradas pela pratica e a favor da segurança. Observações quanto a casos particulares Caso de lajes poligonais Calcula-se a laje como sendo retangular, de dimensões a,b hipóteses: -calcula-se a laje como sendo retangular de dimensões a,( f+d) -calcula-se como retangular de dimensões a, [( f+d + b)/2] etc Apoio ou engaste? . apesar da não ser uma norma, pode-se considerar engaste quando a aresta comum tenha um comprimento maior ou igual a 2/3 do comprimento do lado . se essa aresta comum tiver um comprimento menor do que 2/3 do lado maior, considera-se apoio . no caso de se ter uma laje muito maior do que a adjacente, considerar a maior apoiada e a laje menor engastada na maior (caso de laje de corredor) 4.1.4 CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES Laje armada em uma direção No caso, a armadura principal se distribuirá ao longo do lado menor. O momento fletor máximo é calculado como visto em resistência dos materiais. Dependendo das condições de contorno podemos ter os casos: Lajes armadas em duas direções As tabelas de Czerny originais foram adaptadas pelo prof. Burke (EPUSP) e fornecem os valores dos momentos ( positivos e negativos ) para nove tipos de lajes, por meio dos coeficientes mx, my, nx, ny, e o valor de um coeficiente (() para a verificação da esbeltez (flecha). Nelas sempre lx é o lado menor. LAJE TIPO Mx = p lx2 / mx My = p lx2 / my p = g+q ly / lx mx my nx ny ( 1,00 22,7 22,7 - - 0,046729 1,05 20,8 22,5 - - 0,051546 1,10 19,3 22,3 - - 0,056180 1,15 18,1 22,3 - - 0,060606 1,20 16,9 22,3 - - 0,064935 1,25 15,9 22,4 - - 0,069930 1,30 15,2 22,7 - - 0,073529 1,35 14,4 22,9 - - 0,077519 1,40 13,8 23,1 - - 0,081301 1,45 13,2 23,3 - - 0,085470 1,50 12,7 23,5 - - 0,089286 1,55 12,3 23,5 - - 0,092593 1,60 11,9 23,5 - - 0,096154 1,65 11,5 23,5 - - 0,099010 1,70 11,2 23,5 - - 0,102041 1,75 10,8 23,5 - - 0,105263 1,80 10,7 23,5 - - 0,107527 1,85 10,4 23,5 - - 0,109890 1,90 10,2 23,5 - - 0,112360 1,95 10,1 23,5 - - 0,114943 2,00 9,90 23,5 - - 0,116279 >2,0 8,00 23,5 - - 0,149254 LAJE TIPO 2A Mx = p lx2 / mx My = p lx2 / my Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 32,4 26,5 - 11,9 0,03205 1,05 29,2 25,0 - 11,3 0,03623 1,10 26,1 24,4 - 10,9 0,04049 1,15 23,7 23,9 - 10,4 0,04484 1,20 22,0 23,8 - 10,1 0,04926 1,25 20,2 23,6 - 9,8 0,05348 1,30 19,0 23,7 - 9,6 0,05780 1,35 17,8 23,7 - 9,3 0,06211 1,40 16,8 23,8 - 9,2 0,06622 1,45 15,8 23,9 - 9,0 0,07042 1,50 15,1 24,0 - 8,9 0,07407 1,55 14,3 24,0 - 8,8 0,07812 1,60 13,8 24,0 - 8,7 0,08197 1,65 13,2 24,0 - 8,6 0,08547 1,70 12,8 24,0 - 8,5 0,08929 1,75 12,3 24,0 - 8,45 0,09259 1,80 12,0 24,0 - 8,4 0,09524 1,85 11,5 24,0 - 8,35 0,09901 1,90 11,3 24,0 - 8,3 0,10101 1,95 10,9 24,0 - 8,25 0,10416 2,00 10,8 24,0 - 8,2 0,10638 (2,0 8,0 24,0 - 8,0 0,14925 LAJE TIPO 2B Mx = p lx2 /mx My = plx2 /my Xx = p lx2 / nx ly / lx mx my nx ny ( 1,00 26,5 32,4 11,9 - 0,03205 1,05 25,7 33,3 11,3 - 0,03425 1,10 24,4 33,9 10,9 - 0,03650 1,15 23,3 34,5 10,5 - 0,03846 1,20 22,3 34,9 10,2 - 0,04032 1,25 21,4 35,2 9,9 - 0,04202 1,30 20,7 35,4 9,7 - 0,04367 1,35 20,1 37,8 9,4 - 0,04525 1,40 19,7 39,9 9,3 - 0,04651 1,45 19,2 41,1 9,1 - 0,04785 1,50 18,8 42,5 9,0 - 0,04902 1,55 18,3 42,5 8,9 - 0,05000 1,60 17,8 42,5 8,8 - 0,05102 1,65 17,5 42,5 8,7 - 0,05181 1,70 17,2 42,5 8,6 - 0,05263 1,75 17,0 42,5 8,5 - 0,05348 1,80 16,8 42,5 8,4 - 0,05405 1,85 16,5 42,5 8,3 - 0,05464 1,90 16,4 42,5 8,3 - 0,05525 1,95 16,3 42,5 8,3 - 0,05556 2,00 16,2 42,5 8,3 - 0,05618 (2,0 14,2 42,5 8,0 - 0,05988 LAJE TIPO 3 Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2 / nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 34,5 34,5 14,3 14,3 0,02421 1,05 32,1 33,7 13,3 13,8 0,02695 1,10 30,1 33,9 12,7 13,6 0,02899 1,15 28,0 33,9 12,0 13,3 0,03155 1,20 26,4 34,0 11,5 13,1 0,03344 1,25 24,9 34,4 11,1 12,9 0,03546 1,30 23,8 35,0 10,7 12,8 0,03731 1,35 23,0 36,6 10,3 12,7 0,03922 1,40 22,2 37,8 10,0 12,6 0,04082 1,45 21,4 39,1 9,8 12,5 0,04255 1,50 20,7 40,2 9,6 12,4 0,04405 1,55 20,2 40,2 9,4 12,3 0,04525 1,60 19,7 40,2 9,2 12,3 0,04651 1,65 19,2 40,2 9,1 12,2 0,04762 1,70 18,8 40,2 8,9 12,2 0,04878 1,75 18,4 40,2 8,8 12,2 0,04975 1,80 18,1 40,2 8,7 12,2 0,05076 1,85 17,8 40,2 8,6 12,2 0,05154 1,90 17,5 40,2 8,5 12,2 0,05263 1,95 17,2 40,2 8,4 12,2 0,05319 2,00 17,1 40,2 8,4 12,2 0,05405 (2,0 14,2 40,2 8,0 12,0 0,05988 LAJE TIPO 4A Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 46,1 31,6 - 14,3 0,02207 1,05 39,9 29,8 - 13,4 0,02551 1,10 36,0 28,8 - 12,7 0,02907 1,15 31,9 27,7 - 12,0 0,03289 1,20 29,0 26,9 - 11,5 0,03676 1,25 26,2 26,1 - 11,1 0,04082 1,30 24,1 25,6 - 10,7 0,04484 1,35 22,1 25,1 - 10,3 0,04902 1,40 20,6 24,8 - 10,0 0,05319 1,45 19,3 24,6 - 9,75 0,05714 1,50 18,1 24,4 - 9,5 0,06135 1,55 17,0 24,3 - 9,3 0,06536 1,60 16,2 24,3 - 9,2 0,06944 1,65 15,4 24,3 - 9,05 0,07299 1,70 14,7 24,3 - 8,9 0,07692 1,75 14,0 24,3 -- 8,8 0,08064 1,80 13,5 24,3 - 8,7 0,08403 1,85 13,0 24,3 - 8,6 0,08772 1,90 12,6 24,3 - 8,5 0,09091 1,95 12,1 24,3 - 8,4 0,09434 2,00 11,8 24,3 - 8,4 0,09709 (2,0 8,0 24,3 - 8.0 0,14925 LAJE TIPO 4B Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2 / nx ly / lx mx my nx ny ( 1,00 31,6 46,1 14,3 - 0,02207 1,05 29,9 46,4 13,8 - 0,02315 1,10 29,0 47,2 13,5 - 0,02410 1,15 28,0 47,7 13,2 - 0,02494 1,20 27,2 48,1 13,0 - 0,02564 1,25 26,4 48,2 12,7 - 0,02638 1,30 25,8 48,1 12,6 - 0,02688 1,35 25,3 47,9 12,4 - 0,02740 1,40 24,8 47,8 12,3 - 0,02778 1,45 24,4 47,7 12,2 - 0,02809 1,50 24,2 47,6 12,2 - 0,02849 1,55 24,0 47,6 12,1 - 0,02882 1,60 24,0 47,6 12,0 - 0,02899 1,65 24,0 47,6 12,0 - 0,02924 1,70 24,0 47,4 12,0 - 0,02950 1,75 24,0 47,3 12,0 - 0,02959 1,80 24,0 47,2 12,0 - 0,02967 1,85 24,0 47,1 12,0 - 0,02976 1,90 24,0 47,1 12,0 - 0,02985 1,95 24,0 47,1 12,0 - 0,02994 2,00 24,0 47,0 12,0 - 0,03003 (2,0 24,0 47,0 12,0 - 0,03125 LAJE TIPO 5A Mx = p lx2 / mx My = plx2 /my Xx = p lx2 / nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 44,6 38,1 18,3 16,2 0,01605 1,05 41,7 37,3 16,6 15,4 0,02037 1,10 38,1 36,7 15,4 14,8 0,02268 1,15 34,9 36,4 14,4 14,3 0,02494 1,20 32,1 36,2 13,5 13,9 0,02725 1,25 29,8 36,1 12,7 13,5 0,02959 1,30 28,0 36,2 12,2 13,3 0,03155 1,35 26,4 36,6 11,6 13,1 0,03367 1,40 25,2 37,0 11,2 13,0 0,03559 1,45 24,0 37,5 10,9 12,8 0,03759 1,50 23,1 38,3 10,6 12,7 0,03968 1,55 22,3 39,3 10,3 12,6 0,04082 1,60 21,7 40,3 10,1 12,6 0,04237 1,65 21,1 41,4 9,9 12,5 0,04386 1,70 20,4 42,7 9,7 12,5 0,04525 1,75 20,0 43,8 9,5 12,4 0,04651 1,80 19,5 44,8 9,4 12,4 0,04762 1,85 19,1 45,9 9,2 12,3 0,04878 1,90 18,7 46,7 9,0 12,3 0,04975 1,95 18,4 47,7 8,9 12,3 0,05076 2,00 18.0 48,6 8,8 12,3 0,05181 (2,0 14,2 48,6 8,0 12,0 0,05988 LAJE TIPO 5B Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2/ nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 38,1 44,6 16,2 18,3 0,01805 1,05 35,5 44,8 15,3 17,9 0,01938 1,10 33,7 45,7 14,8 17,7 0,02053 1,15 32,0 47,1 14,2 17,6 0,02169 1,20 30,7 47,6 13,9 17,5 0,02268 1,25 29,5 47,7 13,5 17,5 0,02353 1,30 28,4 47,7 13,2 17,5 0,02427 1,35 27,6 47,9 12,9 17,5 0,02506 1,40 26,8 48,1 12,7 17,5 0,02571 1,45 26,2 48,3 12,6 17,5 0,02632 1,50 25,7 48,7 12,5 17,5 0,02688 1,55 25,2 49,0 12,4 17,5 0,02740 1,60 24,8 49,4 12,3 17,5 0,0278 1,65 24,5 49,8 12,2 17,5 0,02825 1,70 24,2 50,2 12,2 17,5 0,02857 1,75 24,0 50,7 12,1 17,5 0,02890 1,80 24,0 51,3 12,1 17,5 0,02907 1,85 24,0 52,0 12,0 17,5 0,02924 1,90 24,0 52,6 12,0 17,5 0,02950 1,95 24,0 53,4 12,0 17,5 0,02959 2,00 24,0 54,1 12,0 17,5 0,02967 (2,0 24,0 54,0 12,0 17,5 0,03125 LAJE TIPO 6 Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2 / nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 47,3 47,3 19,4 19,4 0,01460 1,05 43,1 47,3 18,2 18,8 0,01603 1,10 40,0 47,8 17,1 18,4 0,01736 1,15 37,3 48,3 16,3 18,1 0,01873 1,20 35,2 49,3 15,5 18,1 0,01988 1,25 33,4 50,5 14,9 17,9 0,02101 1,30 31,0 51,7 14,5 17,7 0,02207 1,35 30,7 53,3 14,0 17,6 0,02304 1,40 29,6 54,8 13,7 17,5 0,02381 1,45 28,6 56,4 13,4 17,5 0,02469 1,50 27,8 57,3 13,2 17,5 0,02532 1,55 27,2 57,6 13,0 17,5 0,02604 1,60 26,6 57,8 12,8 17,5 0,02660 1,65 26,1 57,9 12,7 17,5 0,02710 1,70 25,5 57,8 12,5 17,5 0,02755 1,75 25,1 57,7 12,4 17,5 0,02793 1,80 24,8 57,6 12,3 17,5 0,02825 1,85 24,5 57,5 12,2 17,5 0,02849 1,90 24,2 57,4 12,1 17,5 0,02882 1,95 24,0 57,2 12,0 17,5 0,02899 2,00 24,0 57,1 12,0 17,5 0,02915 (2,0 24,0 57,0 12,0 17,5 0,03125 4.1.5 CÁLCULO DA ESBELTEZ DAS LAJES O item 13.2 da NBR8116 trata dos deslocamentos limites de estrutura. Grande mudança com relação à norma anterior foram introduzidas. No caso das lajes de edifícios vamos adotar os limites (Montoya 14a edição,2000) para a flecha f: fp = l / 500 - para carga acidental p = carga acidental fq = l / 350 - para carga total q = g + p O cálculo da flecha será feito por: ( p* lx4 f = com: EC I EC = módulo de elasticidade = 4760 fck1/2 MPa (= coeficiente tabelado, função da carga, e do tipo de apoio I = momento de inércia p* = carga total (ou acidental, dependendo do caso) lx = lado menor Consideração do efeito da fluência do concreto, com a carga total, q=g+p tem-se: ffinal = finicial . (1/(final) / (1/(inicial ) = finicial (3(c+(s) / ((c+ (s) (C / (S = x / d-x = kx / 1-kx Com 1/( = curvatura, ( (deformação) tomado em módulo e adotando-se kx = x/d = 0,7 vem: Carga a considerar q* = 2,4g + 0,7p Então, da condição, f ( 1/300 pode-se determina a altura h Xx Xy Mx My Lx Ly x y z 1 2AA 2BA 3 4AA 4B 5A 5B 6 a b d e c a b c d e f Considerar ambas as lajes engastadas, se l ≥ 2/3 L Laje maior apoiada na menor e laje menor engastada na maior quando l < 2/3 L l L Considerar laje maior apoiada na menor; laje menor engastada na maior. Considerar apoio da laje maior na menor e engaste da menor na maior Considerar apoio da maior laje na menor e considerar engaste da menor na maior l L Mmáx = ql2 / 8 l M = ql2/14,22 X = ql2/8 l L X = ql2/12 l L M = ql2/24 ly lx 1 lx ly lx ly ly lx ly lx lx ly lx ly lx ly ly lx �PAGE � _1452246181.unknown UNIP 2016 - pag (15 a 27 ) CONCRETO ARMADO I PARTE II.doc �PAGE � �PAGE �27� 4.1.2 cargas acidentais (sobrecargas, p) As cargas verticais que se consideram atuando nos pisos de edificações, além das que se aplicam em caráter especial referem-se a carregamentos devidos a pessoas, móveis, utensílios, assumidas como uniformemente distribuídas, com os valores mínimos indicados. Alem dessas, o peso de veículos (leves) especiais; a força de frenagem e aceleração dos mesmos; o peso de mobiliário especial, como cofres, que não são determinados em norma deverão ser informados pelo fabricante ou fornecedor. A NBR 6120 (ABNT,1980) prescreve os seguintes valores para edifícios residenciais: quarto, sala, copa, cozinha, banheiro .............150 kgf/m2 (1,5 kN/m2) despensa, área de serviço, lavanderia ............200 kgf/m2 (2,0 kN/m2) 4.1.3 Determinação dos momentos fletores A determinação dos momentos fletores em uma placa, pela Teoria da Elasticidade é bastante trabalhosa. Entretanto, como já foi dito, há tabelas com as quais o cálculo torna-se expedito. Neste trabalho adotamos as tabelas de CZERNY, adaptadas pelo prof. Burke para coeficiente de Poisson ν = 0,2 Nelas, o lado lx é sempre o lado menor. As notações M (“positivo”) e X (“negativo”) significam momentos fletores por unidade de largura (por metro) de laje. O calculo é imediato: Mx = qlx2 /m x (kN.m /m) My = qlx2 /m y “ Xx = qlx2 /n x “ Xy = qlx2 /n y “ onde: os coeficientes mx , my ,nx , ny são tabelados; q é a carga total de serviço atuante; (q = g+p) Mx e My são os momentos fletores positivos; Mx na direção x e My na direção y Xx e Xy são os momentos fletores negativos; Xx na direção x e Xy na direção y Cálculo dos momentos fletores Mx , My , Xx , Xy laje armada em uma direção – pode ser extraído das tabelas ou calculado manualmente . Nos casos mais comuns. Para laje simplesmente apoiada M = (g+p) l 2 / 8 Para laje apoiada-engastada M = (g+p) l 2 / 14,22 X = (g+p) l 2 / 8 Para laje engastada-engastada M = (g+p) l 2 / 24 X = (g+p) l 2 / 12 laje armada em duas direções - uso das tabelas de Czerny Os momentos quer sejam positivos (quando tracionam em baixo, M) ou negativos (quando tracionam em cima, X), são determinados pela expressão : M = (g+p). lx2 / k , onde: g+p = q = carga total sobre a laje (kN/m2) lx = vão menor da laje k = coeficiente função das condições de contorno (restrições nos apoios) k = mx (my) para momentos positivos na direção x (y) k = nx (ny) para momentos negativos na direção x (y) M = momento fletor máximo positivo ou negativo, em kN.m /metro de laje Em função das restrições nos apoios as tabelas apresentam 9 tipos de lajes como indicadas a seguir, com as indicações: apoio articulado simples apoio livre , isto é ausência de apoio apoio engastado Alem dos coeficientes m e n, as tabelas apresentam o coeficiente ( para o cálculo de verificação da esbeltez da laje, limitada pela flecha admissível l / 300, (da norma,)e considerando o caso mais desfavorável de laje simplesmente apoiada em seu contorno. com; lx = vão menor q = carga total na laje E = módulo de elasticidade do concreto I = momento de inércia da seção da laje (100 x h) Para os casos também comuns que aparecem freqüentemente nos projetos de edifícios, de lajes poligonais aplicam-se as mesmas tabelas de lajes retangulares porem considerando certas simplificações demonstradas pela pratica e a favor da segurança. Observações quanto a casos particulares Caso de lajes poligonais Calcula-se a laje como sendo retangular, de dimensões a,b hipóteses: -calcula-se a laje como sendo retangular de dimensões a,( f+d) -calcula-se como retangular de dimensões a, [( f+d + b)/2] etc Apoio ou engaste? . apesar da não ser uma norma, pode-se considerar engaste quando a aresta comum tenha um comprimento maior ou igual a 2/3 do comprimento do lado . se essa aresta comum tiver um comprimento menor do que 2/3 do lado maior, considera-se apoio . no caso de se ter uma laje muito maior do que a adjacente, considerar a maior apoiada e a laje menor engastada na maior (caso de laje de corredor) 4.1.4 CÁLCULO DOS MOMENTOS FLETORES Laje armada em uma direção No caso, a armadura principal se distribuirá ao longo do lado menor. O momento fletor máximo é calculado como visto em resistência dos materiais. Dependendo das condições de contorno podemos ter os casos: Lajes armadas em duas direções As tabelas de Czerny originais foram adaptadas pelo prof. Burke (EPUSP) e fornecem os valores dos momentos ( positivos e negativos ) para nove tipos de lajes, por meio dos coeficientes mx, my, nx, ny, e o valor de um coeficiente (() para a verificação da esbeltez (flecha). Nelas sempre lx é o lado menor. LAJE TIPO Mx = p lx2 / mx My = p lx2 / my p = g+q ly / lx mx my nx ny ( 1,00 22,7 22,7 - - 0,046729 1,05 20,8 22,5 - - 0,051546 1,10 19,3 22,3 - - 0,056180 1,15 18,1 22,3 - - 0,060606 1,20 16,9 22,3 - - 0,064935 1,25 15,9 22,4 - - 0,069930 1,30 15,2 22,7 - - 0,073529 1,35 14,4 22,9 - - 0,077519 1,40 13,8 23,1 - - 0,081301 1,45 13,2 23,3 - - 0,085470 1,50 12,7 23,5 - - 0,089286 1,55 12,3 23,5 - - 0,092593 1,60 11,9 23,5 - - 0,096154 1,65 11,5 23,5 - - 0,099010 1,70 11,2 23,5 - - 0,102041 1,75 10,8 23,5 - - 0,105263 1,80 10,7 23,5 - - 0,107527 1,85 10,4 23,5 - - 0,109890 1,90 10,2 23,5 - - 0,112360 1,95 10,1 23,5 - - 0,114943 2,00 9,90 23,5 - - 0,116279 >2,0 8,00 23,5 - - 0,149254 LAJE TIPO 2A Mx = p lx2 / mx My = p lx2 / my Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 32,4 26,5 - 11,9 0,03205 1,05 29,2 25,0 - 11,3 0,03623 1,10 26,1 24,4 - 10,9 0,04049 1,15 23,7 23,9 - 10,4 0,04484 1,20 22,0 23,8 - 10,1 0,04926 1,25 20,2 23,6 - 9,8 0,05348 1,30 19,0 23,7 - 9,6 0,05780 1,35 17,8 23,7 - 9,3 0,06211 1,40 16,8 23,8 - 9,2 0,06622 1,45 15,8 23,9 - 9,0 0,07042 1,50 15,1 24,0 - 8,9 0,07407 1,55 14,3 24,0 - 8,8 0,07812 1,60 13,8 24,0 - 8,7 0,08197 1,65 13,2 24,0 - 8,6 0,08547 1,70 12,8 24,0 - 8,5 0,08929 1,75 12,3 24,0 - 8,45 0,09259 1,80 12,0 24,0 - 8,4 0,09524 1,85 11,5 24,0 - 8,35 0,09901 1,90 11,3 24,0 - 8,3 0,10101 1,95 10,9 24,0 - 8,25 0,10416 2,00 10,8 24,0 - 8,2 0,10638 (2,0 8,0 24,0 - 8,0 0,14925 LAJE TIPO 2B Mx = p lx2 /mx My = plx2 /my Xx = p lx2 / nx ly / lx mx my nx ny ( 1,00 26,5 32,4 11,9 - 0,03205 1,05 25,7 33,3 11,3 - 0,03425 1,10 24,4 33,9 10,9 - 0,03650 1,15 23,3 34,5 10,5 - 0,03846 1,20 22,3 34,9 10,2 - 0,04032 1,25 21,4 35,2 9,9 - 0,04202 1,30 20,7 35,4 9,7 - 0,04367 1,35 20,1 37,8 9,4 - 0,04525 1,40 19,7 39,9 9,3 - 0,04651 1,45 19,2 41,1 9,1 - 0,04785 1,50 18,8 42,5 9,0 - 0,04902 1,55 18,3 42,5 8,9 - 0,05000 1,60 17,8 42,5 8,8 - 0,05102 1,65 17,5 42,5 8,7 - 0,05181 1,70 17,2 42,5 8,6 - 0,05263 1,75 17,0 42,5 8,5 - 0,05348 1,80 16,8 42,5 8,4 - 0,05405 1,85 16,5 42,5 8,3 - 0,05464 1,90 16,4 42,5 8,3 - 0,05525 1,95 16,3 42,5 8,3 - 0,05556 2,00 16,2 42,5 8,3 - 0,05618 (2,0 14,2 42,5 8,0 - 0,05988 LAJE TIPO 3 Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2 / nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 34,5 34,5 14,3 14,3 0,02421 1,05 32,1 33,7 13,3 13,8 0,02695 1,10 30,1 33,9 12,7 13,6 0,02899 1,15 28,0 33,9 12,0 13,3 0,03155 1,20 26,4 34,0 11,5 13,1 0,03344 1,25 24,9 34,4 11,1 12,9 0,03546 1,30 23,8 35,0 10,7 12,8 0,03731 1,35 23,0 36,6 10,3 12,7 0,03922 1,40 22,2 37,8 10,0 12,6 0,04082 1,45 21,4 39,1 9,8 12,5 0,04255 1,50 20,7 40,2 9,6 12,4 0,04405 1,55 20,2 40,2 9,4 12,3 0,04525 1,60 19,7 40,2 9,2 12,3 0,04651 1,65 19,2 40,2 9,1 12,2 0,04762 1,70 18,8 40,2 8,9 12,2 0,04878 1,75 18,4 40,2 8,8 12,2 0,04975 1,80 18,1 40,2 8,7 12,2 0,05076 1,85 17,8 40,2 8,6 12,2 0,05154 1,90 17,5 40,2 8,5 12,2 0,05263 1,95 17,2 40,2 8,4 12,2 0,05319 2,00 17,1 40,2 8,4 12,2 0,05405 (2,0 14,2 40,2 8,0 12,0 0,05988 LAJE TIPO 4A Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 46,1 31,6 - 14,3 0,02207 1,05 39,9 29,8 - 13,4 0,02551 1,10 36,0 28,8 - 12,7 0,02907 1,15 31,9 27,7 - 12,0 0,03289 1,20 29,0 26,9 - 11,5 0,03676 1,25 26,2 26,1 - 11,1 0,04082 1,30 24,1 25,6 - 10,7 0,04484 1,35 22,1 25,1 - 10,3 0,04902 1,40 20,6 24,8 - 10,0 0,05319 1,45 19,3 24,6 - 9,75 0,05714 1,50 18,1 24,4 - 9,5 0,06135 1,55 17,0 24,3 - 9,3 0,06536 1,60 16,2 24,3 - 9,2 0,06944 1,65 15,4 24,3 - 9,05 0,07299 1,70 14,7 24,3 - 8,9 0,07692 1,75 14,0 24,3 -- 8,8 0,08064 1,80 13,5 24,3 - 8,7 0,08403 1,85 13,0 24,3 - 8,6 0,08772 1,90 12,6 24,3 - 8,5 0,09091 1,95 12,1 24,3 - 8,4 0,09434 2,00 11,8 24,3 - 8,4 0,09709 (2,0 8,0 24,3 - 8.0 0,14925 LAJE TIPO 4B Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2 / nx ly / lx mx my nx ny ( 1,00 31,6 46,1 14,3 - 0,02207 1,05 29,9 46,4 13,8 - 0,02315 1,10 29,0 47,2 13,5 - 0,02410 1,15 28,0 47,7 13,2 - 0,02494 1,20 27,2 48,1 13,0 - 0,02564 1,25 26,4 48,2 12,7 - 0,02638 1,30 25,8 48,1 12,6 - 0,02688 1,35 25,3 47,9 12,4 - 0,02740 1,40 24,8 47,8 12,3 - 0,02778 1,45 24,4 47,7 12,2 - 0,02809 1,50 24,2 47,6 12,2 - 0,02849 1,55 24,0 47,6 12,1 - 0,02882 1,60 24,0 47,6 12,0 - 0,02899 1,65 24,0 47,6 12,0 - 0,02924 1,70 24,0 47,4 12,0 - 0,02950 1,75 24,0 47,3 12,0 - 0,02959 1,80 24,0 47,2 12,0 - 0,02967 1,85 24,0 47,1 12,0 - 0,02976 1,90 24,0 47,1 12,0 - 0,02985 1,95 24,0 47,1 12,0 - 0,02994 2,00 24,0 47,0 12,0 - 0,03003 (2,0 24,0 47,0 12,0 - 0,03125 LAJE TIPO 5A Mx = p lx2 / mx My = plx2 /my Xx = p lx2 / nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 44,6 38,1 18,3 16,2 0,01605 1,05 41,7 37,3 16,6 15,4 0,02037 1,10 38,1 36,7 15,4 14,8 0,02268 1,15 34,9 36,4 14,4 14,3 0,02494 1,20 32,1 36,2 13,5 13,9 0,02725 1,25 29,8 36,1 12,7 13,5 0,02959 1,30 28,0 36,2 12,2 13,3 0,03155 1,35 26,4 36,6 11,6 13,1 0,03367 1,40 25,2 37,0 11,2 13,0 0,03559 1,45 24,0 37,5 10,9 12,8 0,03759 1,50 23,1 38,3 10,6 12,7 0,03968 1,55 22,3 39,3 10,3 12,6 0,04082 1,60 21,7 40,3 10,1 12,6 0,04237 1,65 21,1 41,4 9,9 12,5 0,04386 1,70 20,4 42,7 9,7 12,5 0,04525 1,75 20,0 43,8 9,5 12,4 0,04651 1,80 19,5 44,8 9,4 12,4 0,04762 1,85 19,1 45,9 9,2 12,3 0,04878 1,90 18,7 46,7 9,0 12,3 0,04975 1,95 18,4 47,7 8,9 12,3 0,05076 2,00 18.0 48,6 8,8 12,3 0,05181 (2,0 14,2 48,6 8,0 12,0 0,05988 LAJE TIPO 5B Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2/ nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 38,1 44,6 16,2 18,3 0,01805 1,05 35,5 44,8 15,3 17,9 0,01938 1,10 33,7 45,7 14,8 17,7 0,02053 1,15 32,0 47,1 14,2 17,6 0,02169 1,20 30,7 47,6 13,9 17,5 0,02268 1,25 29,5 47,7 13,5 17,5 0,02353 1,30 28,4 47,7 13,2 17,5 0,02427 1,35 27,6 47,9 12,9 17,5 0,02506 1,40 26,8 48,1 12,7 17,5 0,02571 1,45 26,2 48,3 12,6 17,5 0,02632 1,50 25,7 48,7 12,5 17,5 0,02688 1,55 25,2 49,0 12,4 17,5 0,02740 1,60 24,8 49,4 12,3 17,5 0,0278 1,65 24,5 49,8 12,2 17,5 0,02825 1,70 24,2 50,2 12,2 17,5 0,02857 1,75 24,0 50,7 12,1 17,5 0,02890 1,80 24,0 51,3 12,1 17,5 0,02907 1,85 24,0 52,0 12,0 17,5 0,02924 1,90 24,0 52,6 12,0 17,5 0,02950 1,95 24,0 53,4 12,0 17,5 0,02959 2,00 24,0 54,1 12,0 17,5 0,02967 (2,0 24,0 54,0 12,0 17,5 0,03125 LAJE TIPO 6 Mx = p lx2 / mx My = plx2 / my Xx = p lx2 / nx Xy = p lx2 / ny ly / lx mx my nx ny ( 1,00 47,3 47,3 19,4 19,4 0,01460 1,05 43,1 47,3 18,2 18,8 0,01603 1,10 40,0 47,8 17,1 18,4 0,01736 1,15 37,3 48,3 16,3 18,1 0,01873 1,20 35,2 49,3 15,5 18,1 0,01988 1,25 33,4 50,5 14,9 17,9 0,02101 1,30 31,0 51,7 14,5 17,7 0,02207 1,35 30,7 53,3 14,0 17,6 0,02304 1,40 29,6 54,8 13,7 17,5 0,02381 1,45 28,6 56,4 13,4 17,5 0,02469 1,50 27,8 57,3 13,2 17,5 0,02532 1,55 27,2 57,6 13,0 17,5 0,02604 1,60 26,6 57,8 12,8 17,5 0,02660 1,65 26,1 57,9 12,7 17,5 0,02710 1,70 25,5 57,8 12,5 17,5 0,02755 1,75 25,1 57,7 12,4 17,5 0,02793 1,80 24,8 57,6 12,3 17,5 0,02825 1,85 24,5 57,5 12,2 17,5 0,02849 1,90 24,2 57,4 12,1 17,5 0,02882 1,95 24,0 57,2 12,0 17,5 0,02899 2,00 24,0 57,1 12,0 17,5 0,02915 (2,0 24,0 57,0 12,0 17,5 0,03125 4.1.5 CÁLCULO DA ESBELTEZ DAS LAJES O item 13.2 da NBR8116 trata dos deslocamentos limites de estrutura. Grande mudança com relação à norma anterior foram introduzidas. No caso das lajes de edifícios vamos adotar os limites (Montoya 14a edição,2000) para a flecha f: fp = l / 500 - para carga acidental p = carga acidental fq = l / 350 - para carga total q = g + p O cálculo da flecha será feito por: ( p* lx4 f = com: EC I EC = módulo de elasticidade = 4760 fck1/2 MPa (= coeficiente tabelado, função da carga, e do tipo de apoio I = momento de inércia p* = carga total (ou acidental, dependendo do caso) lx = lado menor Consideração do efeito da fluência do concreto, com a carga total, q=g+p tem-se: ffinal = finicial . (1/(final) / (1/(inicial ) = finicial (3(c+(s) / ((c+ (s) (C / (S = x / d-x = kx / 1-kx Com 1/( = curvatura, ( (deformação) tomado em módulo e adotando-se kx = x/d = 0,7 vem: Carga a considerar q* = 2,4g + 0,7p Então, da condição, f ( 1/300 pode-se determina a altura h Xx Xy Mx My Lx Ly x y z 1 2AA 2BA 3 4AA 4B 5A 5B 6 a b d e c a b c d e f Considerar ambas as lajes engastadas, se l ≥ 2/3 L Laje maior apoiada na menor e laje menor engastada na maior quando l < 2/3 L l L Considerar laje maior apoiada na menor; laje menor engastada na maior. Considerar apoio da laje maior na menor e engaste da menor na maior Considerar apoio da maior laje na menor e considerar engaste da menor na maior l L Mmáx = ql2 / 8 l M = ql2/14,22 X = ql2/8 l L X = ql2/12 l L M = ql2/24 ly lx 1 lx ly lx ly ly lx ly lx lx ly lx ly lx ly ly lx �PAGE � _1452246181.unknown UNIP 2016 CONCRETO ARMADO I PARTE I - pag (1 a 14).doc �PAGE � �PAGE �- 13 -� ��Prof. Edward Cristiani CONCRETO ARMADO I INTRODUÇÃO 1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) O Sistema métrico decimal foi introduzido na França e declarado obrigatório em 1840. No Brasil seu uso foi oficializado em 1862. O nome sistema internacional de unidades (SI) foi adotado em 1960, quando instituiu regras para os prefixos, as unidades derivadas e as suplementares. O SI compreende sete unidades básicas duas suplementares, unidades derivadas, múltiplos e submúltiplos das unidades anteriores. Unidades básicas: grandeza unidade símbolo comprimento metro m massa kilograma kg tempo segundo s corrente elétrica ampère A temperatura termodinâmica kelvin K quantidade de matéria mol mol intensidade lunimosa candela cd Unidades suplementares: grandeza unidade símbolo ângulo plano radiano rad ângulo sólido esterradiano st Unidades derivadas: grandeza unidade simbolo velocidade metro por segundo m/s velocidade angular radiano por segundo rad/s aceleração metro/segundo ao quadrado m/s2 força Newton N Múltiplos e submúltiplos: kN (kiloNewton) ; MPa (Megapascal) ; cm (centímetro), etc Unidades derivadas mais importantes a) Unidade de Força (SI) deriva da própria definição: F = ma A unidade é o Newton (N) 1N = 1 kg. 1m/s2 A unidade de força, fora do SI admitida temporariamente é o kilograma-força (kgf) 1kgf = 1 kg. 9,8 m/s2 ~ 10 N b) Unidade de Pressão da definição: p = F/A força ( área A unidade é o Pascal (Pa) 1Pa = 1 N/1m2 Esta também é uma unidade de tensão. O pascal é muito pequena e, por isso, é comum e mais cômodo trabalhar com uma unidade 1 milhão de vezes maior: o megapascal (MPa). 1MPa = 106 Pa = 100 N/cm2 = 1 N/mm2 ( 10 kgf/cm2 c) Unidade de energia da definição: T = F.e ( trabalho =força x deslocamento) A unidade é o Joule (J) 1J = 1 N.1m Miscelânea . 1 tf = 103 kgf . 1 kN =103 N . 1 GPa = 109 Pa CONVERSÃO DE UNIDADES Comprimento Força Massa Tempo NORMAS TÉCNICAS RELATIVAS AO CONCRETO ARMADO NBR-6118/2003 - Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado NBR-6119 - Cálculo e Execução de Lajes Mistas NBR-6120/1986 - Cargas para o Cálculo de Estruturas de Edificações NBR-6123/1988 - Forças devido ao Vento em Edificações NBR-7480/2008 –Aço destinado a armadura para estruturas de Concreto Armado NBR 8681/2003 – Ações e segurança nas estruturas NOTAÇÕES f resistência fck resistência característica do concreto à compressão (tensão mínima estatística) é a resistência especificada no projeto. ftk resistência característica do concreto à tração fcc resistência à compressão do concreto (= fc) ft resistência à tração do concreto fcd resistência de cálculo à compressão fcd = fck /(C ftd resistência de cálculo do concreto à tração fyck resistência característica do aço à compressão fyk resistência característica do aço à tração fy resistência de escoamento do aço à tração fyc resistência de escoamento do aço à compressão fyd resistência de cálculo do aço à tração fyd = fyk /(S fycd resistência de cálculo do aço à compressão ( tensão normal (C tensão normal de compressão no concreto (S tensão normal de tração na armadura ( tensão tangencial (W tensão convencional de cisalhamento (Wd tensão (W de cálculo (Wu valor último de (W Obs: 0,85 fck = resistência à compressão do concreto, sob a influência de diversos fatores como tempo, condições de concretagem, etc., (valor adotado). (C = coeficiente de minoração das resistências para o concreto. = 1,4 (S = coeficiente de minoração das resistências para o aço. = 1,15 CAPÍTULO I - GENERALIDADES 1 CONCRETO É um material de construção resultante da mistura de cimento (aglomerante) pedra britada, areia e água. No início, a mistura encontra-se em um estado praticamente plástico, podendo ser moldada adquirindo a forma que se desejar. O lançamento do concreto deve ser efetuado antes de duas horas, quando se tem o início da “pega”. Após aproximadamente sete horas da mistura, tem-se o fim da pega e o início do processo de endurecimento. Pode-se denominar as misturas com cimento e agregados como sendo: pasta = cimento + água argamassa = pasta + areia argamassa armada = argamassa + armadura (aço) concreto simples = argamassa + pedra britada concreto armado = concreto simples + armadura de aço passiva concreto protendido= concreto armado + armadura de aço ativa 2. CONCRETO ARMADO E CONCRETO PROTENDIDO O concreto armado é o resultado da associação de dois materiais; o concreto simples e o aço (em forma de barras). Cada um deles tem uma função específica; o concreto resiste aos esforços de compressão e o aço aos de tração. Para ser considerado armado, entretanto, não basta uma associação simples; eles devem ser solidários, isto é deve haver uma perfeita aderência entre eles. No concreto protendido essa aderência não é exigida. As barras de aço são colocadas dentro de bainhas metálicas e posteriormente tracionadas e ancoradas nas extremidades. O concreto pode ser classificado em: quanto à origem: usinado (pré-misturado) ou fabricado no local da obra (por meio de betoneiras) quanto à execução: vibrado (c/ o uso de vibradores), bombeado, ou jateado. quanto ao peso específico: concreto pesado (p/ usinas atômicas), normal (estrutural) e leve (utilizando agregado leve tipo argila expandida, e empregado como em coberturas, fechamentos, etc). quanto à aplicação; concreto massa (ou ciclópico), utilizado em barragens, muros de arrimo, etc; concreto estrutural, empregado em edifícios, pontes, etc. quanto ao aspecto exterior: concreto aparente e revestido. 3. CONCRETO E AÇO COMO MATERIAIS ESTRUTURAIS CONCRETO - Material frágil, constituído de uma mistura de aglomerado , agregados e água. É responsável peal resistência á compressão nas peças estruturais. Pode ser classificado por sua resistência em C15 - C20 - C25 - C30- C40 - C45 - C50. Hoje em dia concretos de alta resistência (desempenho ou CAD) podem chegar ao valor C100. Os Números indicam o fck (resistência) aos vinte e oito dias e em MPa. Recomenda-se usar: Fundações e obras provisórias…….C15, C18 Concreto armado………………...….( C20 Concreto protendido………….......( C30 Parâmetros do concreto Peso especifico (C = 25 kN/m3 Coeficiente de dilatação ( = 10-5/0C Módulo de elasticidade : inicial: Ec = 5600fck1/2 em MPa secante: Ecs = 0,85Ec = 0,85x5600fck1/2 = 4760 fck1/2 (MPa) Módulo de elasticidade transversal G = E/(2+ν) ~ 0,40EC Coeficiente de Poisson ( = 0,2 Diagrama Tensão-deformação de cálculo no concreto (adotado) AÇO – material dúctil responsável pela resistência à tração nas peças de CA e CP. É produzido em usinas siderúrgicas Aço de armadura passiva Classifica-se segundo sua resistência ao escoamento nas categorias indicadas por CA25 - CA50 e CA60 sendo: CA= concreto armado Número = tensão de escoamento em kN / cm2 Parâmetros do aço Peso especifico (S = 78,5 kN/m3 Coeficiente de dilatação ( (10-5/0C ( –20 (T( +1500C ) Módulo de elasticidade Es = 210.000 MPa = 210GPa Módulo de elasticidade transversal G ( 0,40 E Coeficiente de Poisson ( = 0,3 Diagrama Tensão-deformação (adptado-simplificado) Aço de armadura ativa São barras, fios e cordoalhas classificados nas categorias CP conforme sua resistência à tração. Os mais comuns são: CP 175 com fpyk = 1580 MPa fptk = 1750 MPa CP 190 com fpyk = 17100 MPa fptk = 1900 MPa sendo: CP=concreto protendido ; número = resistência ao escoamento Módulo de elasticidade E=200 GPa Diagrama tensão-deformação CAPÍTULO II - CONCEPÇÃO ESTRUTURAL 1. INTRODUÇÃO As estruturas de concreto armado de um edifício podem ser de vários tipos. Seja qual forem, todas são constituídas de elementos básicos (subestruturas) conhecidas como lajes, vigas, pilares, tirantes, sapatas e blocos de fundação. De acordo com seu tipo, condições de vínculos, e carregamento, sempre estarão sujeitas a esforços de tração, compressão, flexão, torção, ou combinações deles. Tipos mais comuns de subestruturas: Lajes - estrutura superficial plana, com uma das dimensões muito menor do que as outras duas e, com carregamento perpendicular ao seu plano. Suporta predominantemente, esforços de flexão. maciças mistas nervuradas cogumelo Vigas - estrutura linear, em geral horizontal, com uma das dimensões muito maior do que as outras duas.O carregamento é considerado ao longo do eixo longitudinal. Predomina esforços de flexão (tensões normais e de cisalhamento). Principais tipos: Viga em balanço (engastada) viga bi apoiada viga rotulada (Gerber) viga com apoio- engaste viga com bi engastada viga contínua Pilares - estrutura linear, vertical com carregamento preponderantemente vertical (não é regra). Predomina esforços de compressão. Tirantes - estrutura semelhante ao pilar, porem sujeita a esforços de tração Sapatas - estrutura semelhante às lajes, responsável pela transmissão das cargas diretamente ao solo. Blocos - estrutura da fundação cuja função é transmitir a carga da estrutura às estacas ou aos tubulões. 2. Esforços as quais as estruturas podem estar sujeitas Flexão simples Normal Flexão Simples Oblíqua Flexão Composta Normal ( M,V e N ) Flexão Composta Oblíqua (M,V e N) Torção em seção circular (Mt) 3. PROJETO DA ESTRUTURA DE UM EDIFÍCIO EM CONCRETO ARMADO Hoje em dia, com as facilidades proporcionadas pelos softwares e microcomputadores pessoais, já se tem condições de projetar um edifício como ele realmente é: uma estrutura tridimensional. O enfoque tradicional - ainda utilizado – considera a estrutura subdividida me vários elementos (subestruturas) e admitindo-se hipóteses simplificadoras quanto ao seu funcionamento. Assim, o edifício é decomposto nos seguintes elementos: Lajes - são elementos superficiais, horizontais, de formas variadas (quadradas, retangulares, etc) as quais, recebendo as cargas verticais permanentes (peso da própria laje, de revestimentos, equipamentos fixos, etc) e variáveis (pessoas, móveis, etc), a transmitem para as: Vigas - elementos lineares, horizontais colocados me geral nos contornos das lajes que recebem as cargas destas e das alvenarias transmitindo-as para os: Pilares - elementos lineares verticais que recebem as cargas das vigas dos vários andares e as conduzem para as: Fundações - elementos responsáveis pela transmissão das cargas do edifício para o solo. As eventuais cargas horizontais (vento;terremoto,etc) que o edifício deve resistir são consideradas no cálculo dos pilares e das fundações 3.1 ESTRUTURAÇÃO No jargão dos calculistas, estruturar é determinar a posição dos pilares, vigas e conseqüentemente das lajes. Esta fase é chamada de ante-projeto e talvez seja a fase mais importante do projeto. Uma má posição dos pilares e vigas pode acarretar um projeto anti-econômico ou mesmo inseguro. Nela, a experiência do engenheiro projetista tem peso considerável. Partindo das plantas de arquitetura, o engenheiro lança a estrutura dos vários pavimentos, iniciando pelo andar-tipo sempre verificando se a posição dos pilares lançados não irá causar problemas de circulação na garagem ou no pavimento térreo. A maneira mais comum é a utilização de papel de rascunho (manteiga), que permite alteração das posições com facilidade. Casos há em que, a impossibilidade de se levar algum pilar até as fundações, exige a execução de “vigas de transição”, sempre muito sérias e não recomendadas. A seguir, apresenta-se uma planta de fôrmas do andar-tipo de um edifício, onde as lajes (L), vigas (V) e pilares(P) são numeradas respeitando-se as seguintes disposições: Pilares - sempre com a letra “P” maiúscula e numerados inicialmente da esquerda para a direita e a seguir de cima para baixo. Vigas - sempre com a letra “V”, maiúscula e numeradas da mesma forma Lajes - sempre com a letra “L”, maiúscula e numeradas como as anteriores Alguns calculistas numeram os elementos por seu nível considerando-se, por exemplo, nível negativo para os subsolos, e múltiplos de dez para os andares. Assim P801 indicará o pilar P01 do 8o andar, V03 indicará a viga V03 do térreo, L310 a laje L10 de 3o andar, etc. A escada pode ser desenhada em outra folha, porem nas fôrmas dos andares traça-se uma linha diagonal do retângulo (ou as duas diagonais) correspondente à sua localização, e indica-se que há uma “caixa de escada” nessa região. Igualmente as lajes rebaixadas são indicadas com uma “diagonal”. Os espaços vazios, bem como o poço dos elevadores são indicados por meio de um “X”. Aonde se fizer necessário, as fôrmas devem apresentar cortes internos e rebatidos de modo a mostrar com clareza e facilidade a posição das vigas me relação às lajes. Um critério prático é “cortar e rebater para cima” para os cortes horizontais e para os verticais “cortar e rebater para a esquerda”. Exemplo Considere-se(esquematicamente) um edifício residencial . São fornecidas as plantas de arquitetura do ático (casa de máquinas e caixa d´água), cobertura, teto-tipo e térreo. Arquitetura - Piso da Casa de Máquinas ; caixa d’água Arquitetura - Cobertura Arquitetura - Andar tipo Arquitetura – Térreo Para auxiliar nessa fase, é útil certas orientações práticas a serem seguidas, sempre que for possível: a) embutir pilares nas alvenarias b) esconder pilares (por ex. atrás de portas, dentro de armários, etc) c) colocar pilares nos cantos de lajes d) considerar a locação dos pilares do tipo em conjunto com a locação da garagem e/ou da loja do térreo, de modo a “fugir” de vigas de transição. e) embutir vigas me alvenaria f) em geral, colocar vigas sob a laje e sob paredes g) procurar não ter grandes vãos (máximo de 4 a 5 metros) h) procurar apoiar as vigas em pilares. i) evitar apoios sucessivos de vigas em vigas. j) permitir passagem de tubulações 4. CÁLCULO DAS LAJES MACIÇAS Lajes são elementos estruturais bidimensionais planos com cargas preponderantemente normais ao seu plano médio. Elas transmitem as cargas do piso às vigas, que, por sua vez, as transmitem aos pilares. Dos pilares, as cargas são encaminhadas às fundações, e daí ao solo. As cargas horizontais são também transmitidas ao solo pelos mesmos elementos acima e mais alguns, se necessário. Só consideraremos, neste curso, as cargas verticais. As lajes maciças em edifícios podem ter formas irregulares; entretanto, nos casos mais comuns, elas são retangulares. Por essa razão limitaremos nosso estudo às lajes dessa forma. Se o lado menor da laje for l e o maior L, pode-se classificá-las conforme a relação entre esses seus lados em armadas em uma direção quando L ( 2 l e armadas nas duas direções (ou em cruz), quando L< 2l . Seja qual for o tipo de laje, o cálculo (dimensionamento) consiste na determinação da altura d (espessura) da laje e da seção de aço (armadura, As) necessária para resistir os esforços de tração. Para isso devemos carregar a laje, isto é determinar as cargas que sobre ela agem e a seguir calcular os esforços solicitantes (momento fletor, e força cortante), com os quais se determinam as armaduras As para combater a flexão e as armaduras eventuais para o cisalhamento(estribos). Esse cálculo pode ser realizado por diversos métodos os quais se apóiam na teoria das placas e levam o nome de seus autores. Tais métodos foram a muitos anos colocados em forma de tabelas permitindo a obtenção com rapidez dos esforços. Por exemplo as tabelas de Marcus; Czerny; Loser, Bares, Kalmanok, Szilard e outros. Iremos trabalhar com o método de Czerny e suas respectivas tabelas apresentadas mais adiante. 4.1 Determinação das cargas Ações a considerar. As cargas verticais que atuam sobre as lajes de edifícios residenciais ou comercias são consideradas distribuídas uniformemente; algumas o são de fato, outras através de hipóteses simplificadoras. As principais cargas a considerar são: . peso próprio (ditas permanente) . peso de enchimento em lajes rebaixadas (em desuso) . revestimentos (de piso e de forro) . peso de paredes sobre as lajes . carga acidental (ou sobrecarga) 4.1.1 cargas permanentes (g) Peso próprio (pp) – sabendo que o peso especifico do concreto armado é admitido igual a 25 kN/m3, resulta que 1,0 m2 de laje pesará: 25 kN/m3x1,0mx1,0m x h kN , com h (altura ou espessura da laje) em metros. Como a espessura h da laje não é conhecida “a priori”, ela deve ser estimada. Sugere-se a expressão empírica desenvolvida por “Machado”, para a altura útil (d) da laje: d = (2,5 – 0,1 Ne ) . L# onde: d = altura útil da laje, isto é altura total menos o cobrimento da armadura (cm) Ne = número de bordas engastadas da laje comprimento do vão menor ( lx) L# = é o menor dos dois valores: 70% do vão maior (0,7 L) Estimada a altura útil d, a altura (espessura) da laje h será h = d +c cm onde c é o cobrimento que pode ser de 1 ou 1,5 cm (ou mais) para lajes no interior do edifício. Enchimento - o cálculo da carga devido ao enchimento é análogo. Basta saber a profundidade do rebaixo e o peso especifico do material de enchimento. Exemplo se hreb = 25 cm e γ = 12 kN/m3 - teremos: 0,25x12 = 3,0 kN/m2 Revestimento – há dois revestimentos a considerar na laje: o inferior (do forro) e o superior (do piso). Na falta de dados mais precisos pode-se adotar, para os pesos específicos aparentes de revestimentos (γ): 30 kgf/m2 (0,3 kN/m2) para revestimento de forro 60 kgf/m2 (0,6 kN/m2) para piso acabado com tacos de madeira 80 kgf/m2 (0,8 kN/m2) para piso acabado em cerâmica Paredes sobre lajes – na falta de dados mais preciso adotam-se os seguintes pesos por m2 de parede acabada (revestida e pintada) isto é: 1,0m de altura x 1,0m de comprimento alvenaria de ½ tijolo maciço de 15cm: 240 Kgf/m2 (2,4 kN/m2) alvenaria de 1 tijolo maciço de 25cm: 400 Kgf/m2 (4,0 kN/m2) alvenaria de ½ tijolo furado de 15cm: 150 Kgf/m2 (1,5 kN/m2) alvenaria de 1 tijolo furado de 25cm: 250 Kgf/m2 (2,5 kN/m2) alvenaria de blocos de concreto de 10cm: 170 kgf/m2 (1,7 kN/m2) alvenaria de blocos de concreto de 15cm: 234 kgf/m2 (2,34 kN/m2) alvenaria de blocos de concreto de 20cm: 300 kgf/m2 (3,0 kN/m2) O peso total da parede será dado pelo produto da carga por metro linear pelo comprimento da parede. Nas lajes em cruz divide-se esse peso total da parede pela área da laje, obtendo-se uma carga por m2, suposta uniformemente distribuída. Isso representa uma simplificação meio grosseira porem justificável pelas pequenas dimensões dos vãos das lajes dos edifícios. Nas lajes armadas em uma só direção, essa simplificação foge muito da realidade; é preferível substituí-la por outras regras praticas: se a parede é paralela ao lado lx, supõe-se que a faixa resistente tenha largura 2/3 lx; se a parede é paralela ao lado ly, considera –se a carga distribuída linearmente. (cd (cd(encurtamento) 0,85 fcd fck 0,00.2 0,0035 (c (cd parábola do 20 grau (cd = o,85 fck / γC (Sd (sd 1% (rup fyk fyd (S (S (Sd (s Es (p (p fptk fptd fpyk fpyd (pyk (uk (pyd e b h capa de concreto lajota cerâmica nervura inter-eixos F A0 F Tração ( =F/A0 tensão normal de tração ( = F/A0 F A0 F F F Compressão ( = F/A0 ( =F/A0 tensão normal de compressão Corte F F F F ( = F/A ( =F/A0 tensão normal de cisalhamento A A0 ( N T F A A0 F A F Cisalhamento ( = T/A tensão de cisalhamento σ = N /A tensão normal A = A0 / cos ( N = F / cos ( T = F sen( ( = N/A = F / A0 (=T/A = F sen( cos( / A0 y ( = M / W , W = I / y ( = V.Ms / b. I traço do plano do momento N N MT cobertura andar tipo térreo 1o andar subsolo garagem ático viga de transição cortina casa das máquinas caixa dágua e zelador P1 V1 L1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 V2 V3 V4 V5 V6 ly ( 2 lx ly 2/3 lx ly lx lx _1452767530.unknown _1452767540.unknown _1452767675.unknown _1452766803.unknown UNIP 2016 pag 28 a 37 CONCRETO ARMADO I EXEMPLOS DE LAJES PAARTE III pag (28 a 37).doc �PAGE � �PAGE �- 37 -� ��Prof. Edward Cristiani Estruturas de concreto armado 5. DIMENSIONAMENTO DAS LAJES Uma vez calculados os esforços solicitantes pelas tabelas de Czerny, e a espessura das lajes, resta-nos determinar a armação, isto é, a seção de ferros necessária. Para isso, laje por laje, com os momentos fletores característicos, Mk, determinam-se por meio de tabelas ( ver adiante), os coeficientes adimensionais kC e kS. O primeiro deles, dado por: kC = b d2 / Md com: b = 100 cm ( largura de uma faixa da laje) d = altura útil da laje = h – 1,0 cm ou mais, dependendo do caso Mk = momento fletor, de serviço (ou característico) em kN .cm (!) Nessa tabela, os valores de entrada dos momentos são os de cálculo. Note-se que as unidades do momento devem ser em kN.cm. Uma vez determinado k6, escolhe-se o aço a ser empregado e determina-se, pela tabela, o valor de kS. A seguir calcula-se a seção de aço necessária por: AS = kS M d / d Notar que, para uma mesma laje, o valor de kS é calculado uma única vez, isto é; calcula-se o valor de kC pelo maior momento (positivo ou negativo),e determina-se o valor de kS . Esse mesmo valor será utilizado para o cálculo da seção de armadura necessária para todos os outros momentos da laje. Para facilitar a procura e disposição das barras de aço, entra-se na tabela que a seguir se apresenta, a qual fornece a seção de aço em cm2 por metro de largura da laje (cm2 / m ). TABELA DOS “Ks” (TABELA A) TABELA B ÁREAS DE AÇO AS (cm2) BITOLA (() NÚMERO DE BARRAS Pol “ (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3/16 ( 5 0,18 0,36 0,53 0,72 0,90 1,08 1,26 1,44 1,62 1,80 1/4 ( 6,3 0,31 0,63 0,94 1,26 1,57 1,89 2,20 2,52 2,83 3,15 5/16 ( 8 0,50 1,00 1,47 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 3/8 ( 10 0,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80 5,60 6,40 7,20 8,00 1/2 ( 12,5 1,25 2,50 3,75 5,00 6,25 7,50 8,75 10,00 11,25 12,50 5/8 ( 16 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16.00 18,00 20,00 3/4 ( 20 3,15 6,30 9,45 12,60 15,75 18,90 22,05 25,20 28,35 31,50 7/8 ( 22 3,88 7,76 11,64 15,52 19,40 23,28 27,16 31,04 34,92 38,80 1 ( 25 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 1 1/4 ( 32 8,00 16,00 24,00 32,00 40,00 48,00 56,00 64,00 72,00 80,00 1 1/2 ( 40 12,50 25,00 37,50 50,00 62.50 75,00 87,50 100,0 112,5 125,0 TABELA C ÁREA DE AÇO POR METRO DE LARGURA (LAJES) ( cm2/m ) Espaçamento B i t o l a (mm) (cm) 5 6,3 8 10 12,5 7,0 2,86 4,50 7,14 11,43 17,86 7,5 2,67 4,20 6,67 10,67 16,67 8,0 2,50 3,94 6,25 10,00 15,63 8,5 2,35 3,71 5,88 9,41 14,71 9,0 2,22 3,50 5,56 8,89 13,89 9,5 2,11 3,32 5,26 8,42 13,16 10,0 2,00 3,15 5,00 8,00 12,50 11.0 1,82 2,86 4,55 7,27 11,36 12,0 1,67 2,62 4,17 6,67 10,42 12,5 1,60 2,52 4,00 6,40 10,00 13,0 1,54 2,42 3,85 6,15 9,62 14,0 1,43 2,25 3,57 5,71 8,93 15,0 1,33 2,10 3,33 5,33 8,33 16,0 1,25 1,97 3,13 5,00 7,81 17,0 1,18 1,85 2,94 4,71 7,35 17,5 1,14 1,80 2,86 4,57 7,14 18,0 1,11 1,75 2,78 4,44 6,94 19,0 1,05 1,66 2,63 4,21 6,58 20,0 1,00 1,58 2,50 4,00 6,25 6. EXEMPLOS 6.1. CÁLCULO DE LAJES DE CONCRETO ARMADO 6.1.1 Laje simplesmente apoiada, armada em uma direção Alvenarias de 25cm (viga de 20) e 15cm (viga de 12) Esquema estático Cálculo dos vãos da laje : As medidas são tomadas de eixo a eixo de paredes. na direção x: 4,80 + 0,125+0,075 = 5,00m na direção y: 14,80 + 0,125+0,075 = 15,00m Carregamento. Para o cálculo do peso próprio precisamos da altura “h” da laje; esta é estimada por (ver teoria): altura (útil) d = (2,5 – 0,1n)l* = (2,5 – 0)x5 =12,5 cm d = 12,5 cm logo, adotando cobrimento de 1,5cm, tem-se: h = d +1,5 = 12,5 + 1,5 = 14,0 cm peso próprio pp = γ.h = 25x0,14 = 3,50 kN/m2 revestimento...por exemplo 30+60 = 90 kgf/m2 = 0,9 kN/m2 sobrecarga p.ex.....................................................1,5 kN/m2 total ..................5,90 kN/m2 Cálculo do momento fletor máximo (de serviço) Adotar concreto C30 e aço CA50 Mk = q.l2/8 = 5,9x52/8 =18,44 kN.m = 1844 kN. cm Md = 1,4.Mk = 2581,6 ( 2582 kN.cm Cálculo de kC e kS ------> kC = b.d2/Md = 100.12,52/2582 = 6,052 Tabela A kS = 0,024 Seção de aço: As = ks Md/d = 0,o24 x 2582/12,5 = 4,95 cm2/m --> tabela C ( 10 cada 16cm (indica-se: (10c/16) Nota: segundo a Norma, em lajes armada em uma direção o espaçamento não pode superar 2xd . No caso, ok Detalhe da ferragem 6.1.2.Laje apoiada /engastada, armada em uma direção. (mesma laje anterior) Esquema estático Cálculo dos vãos da laje : As medidas são tomadas de eixo a eixo de paredes. na direção x: 4,80 + 0,125+0,075 = 5,00m na direção y: 14,80 + 0,125+0,075 = 15,00m Carregamento. Para o calculo do peso próprio precisamos da altura “h” da laje; esta é estimada por (ver apostila de teoria): altura (útil) d = (2,5 – 0,1n)l* = (2,5 – 0,1x1)x5 =12,0 cm d = 12,0 cm l adotando cobrimento de 1,5cm, tem-se: h = d +1,5 = 12,0 + 1,5 = 13,5 cm peso próprio pp = γ.h = 25x0,135 = 3,38 kN/m2 revestimento...por exemplo 30+60 = 90 kgf/m2 = 0,9 kN/m2 sobrecarga p.ex.....................................................1,5 kN/m2 total ..................5,78 kN/m2 Cálculo do momento fletor Diagrama de momentos fletores Mk = q.l2/14,22 = 5,78x5002/100x14,22 (1016 kN.cm = 10160 Md = 1423 kNcm Xk = q.l2/8 = 5,78x5002/100x8 =1806 kN.cm ; Xd (2529 kN.cm Cálculo da seção de aço kC = b.d2/Mmáx,d = 100 x12,02/2529 = 5,69 ---( TABELA “B” concreto: fck = 30 MPa, aço CA50, --( kS =0,024 área da seção de aço por metro de laje ASX= 0,024 x2529/12,0 = 5,06 cm2 /m ----( TABELA “C” (------ ( 10,0 c/16 ASM= 0,024 x1423/12,0 = 2,85 cm2 /m -----TABELA “C” (------ ( 8 c/17,5 Detalhe da armação 6.1.3.Laje apoiada nas quatro bordas, armada em duas direções. (ou em cruz)
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