Estruturas de Concreto III Aula 1

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Estruturas de Concreto III –Aula 1
Professora: Carla Pinheiro Moreira
23/02/16
Provas
AV1:
Matéria dada até 05/04/16
Revisão AV1: 12/04/16
Prova AV1: 19/04/16
Visto de Prova AV1: 26/04/16
AV2:
Toda a matéria
Revisão AV2: 07/06/16
Prova AV2: 14/06/16
AV3:
Visto de prova AV2: 21/06/16
Prova AV3: 28/06/16 
Toda a matéria
Bibliografia
• FUSCO, Péricles Brasiliense, Técnica de Armar as Estruturas de
Concreto, São Paulo: PINI, 2000
• CHOLFE, Luiz e BONILHA, Luciana; Concreto Protendido: Teoria
e Prática. 1 ed. São Paulo: PINI, 2013
• CARVALHO, Roberto Chust Estruturas em Concreto Protendido
- pós-tração pré-tração e cálculo e detalhamento. 1ed. São
Paulo: PINI, 2013
Matéria que será abordada ao longo do Curso
Unidade 1: Elementos Especiais: Aplicações
1.1 Transição de Pilares;
1.2 Consolos;
1.3 Nós de Quadros;
1.4 Articulações em peças de concreto.
Unidade 2: Escadas
2.1 Proporção dos degraus;
2.2 Tipos;
2.3 Escadas em forma de lajes inclinadas;
2.4 Empuxo ao vazio;
2.5 Dimensionamento e detalhamento.
Matéria que será abordada ao longo do Curso
Unidade 3: Reservatórios
3.1 Tipos; 
3.2 Modelos; 
3.3 Dimensionamento e detalhamento. 
Unidade 4: Consolos Curtos
3.1 Bielas e tirantes;
3.2 Modelo resistente;
3.3 Dimensionamento e detalhamento;
3.4 Dentes Gerber.
Matéria que será abordada ao longo do Curso
Unidade 5: Fundamentos do Concreto Protendido
5.1 Conceituação inicial;
5.2 Materiais, dispositivos e sistemas de protensão;
.3 Esforços solicitantes;
5.4 Perdas de protensão;
5.5 Critérios de projeto;
5.6 Solicitações normais;
5.7 Cisalhamento.
Aula 1 - Elementos Especiais: Aplicações
1.1 Transição de Pilares;
1.2 Consolos;
1.3 Nós de Quadros;
1.4 Articulações em peças de concreto.
1. Elementos Especiais: Aplicações:
• O primeiro passo para a concepção de uma estrutura envolve a
definição do arranjo estrutural. Nos edifícios usuais de
concreto armado, o arranjo estrutural é constituído por lajes,
vigas e pilares ou pela união desses elementos. No nível da
fundação, os pilares transmitem as cargas da estrutura ao
terreno, através de elementos estruturais como sapatas
diretas, blocos, estacas, tubulões, etc.
• A definição do arranjo estrutural é chamada comumente de
lançamento estrutural. O lançamento estrutural é uma das
etapas mais importantes do projeto de uma estrutura de
concreto armado. O lançamento estrutural envolve:
 A definição da posição dos elementos estruturais que compõem 
a estrutura (lajes, vigas, pilares, etc...); 
 A definição da forma e dimensões dos elementos estruturais. 
• Considerando as ações verticais e horizontais que solicitam
uma estrutura, deve-se procurar dispor e definir os elementos
estruturais de forma a criar condições de absorvê-las,
conduzindo-as até as fundações, tendo sempre em vista
minimizar as interferências com o arranjo arquitetônico.
• A definição da disposição das peças estruturais num edifício é
influenciada por diversos fatores. No caso dos edifícios residenciais
usuais, por exemplo, a posição da caixa d’água, a posição das
escadas, a posição dos elevadores, a cobertura, o layout do
pavimento tipo, a garagem, etc., trazem implicações importantes
para a concepção da estrutura. Além dos fatores citados acima, é
necessário avaliar a interferência com os projetos de instalações
(hidro sanitário, elétrico, incêndio, etc.).
1.1 Transição de Pilares:
• No caso dos edifícios com garagem ou estacionamento, a definição das
vagas condiciona a disposição dos pilares e vice-versa. A posição dos pilares
influencia no arranjo das vigas que, por sua vez, delimitam as lajes. Por isso
a estrutura é chamada de sistema, ou seja, um conjunto de elementos que
interagem.
• O estudo detalhado do projeto arquitetônico é fundamental para a
definição de um arranjo estrutural compatível com mesmo. Quanto melhor
for o lançamento estrutural, menores serão as modificações a serem
introduzidas no dimensionamento da estrutura.
• Ou seja, quando, por exemplo, há quatro pilares suportando as cargas
transmitidas ao longo dos andares e, ao chegar ao térreo, é preciso reduzir
a quantidade de interferências para aumentar a quantidade de vagas de
garagem no subsolo. O responsável por esse desvio no carregamento é um
elemento de transição. O mesmo acontece no caso de blocos de fundação,
que transferem a carga depositada por um pilar para um conjunto de
estacas, no caso de fundações profundas. Com relação às transferências de
carga, para que o efeito desejado seja atingido os elementos de transição
contam com armaduras especialmente concebidas para esta finalidade para
que os esforços sejam compensados de maneira adequada e não ocorram
patologias.
• Alguns tipos de estrutura de transição:
Alvenaria estrutural 
Lajes de transição: Comuns em edifícios em alvenaria estrutural ou com
paredes de concreto, são pavimentos formados por vigas de transição
que recebem as cargas das paredes estruturais e as transferem para
pilares. São necessárias para abrir espaço em pavimentos térreos e
subsolos, que abrigam áreas de uso comum e garagens. Costumam
consumir muito material e têm execução complexa.
Vigas: Quando nos subsolos há pilares em posições diferentes dos que
há do térreo para cima, são essas vigas que transferem as cargas de um
pilar para outro.
Blocos de transição: Geralmente usados em fundações, para transferir a
carga de um ou alguns pilares para diversas estacas.
Estacas de fundação
• A escolha da estrutura de um edifício de andares múltiplos começa pelo
PAVIMENTO TIPO, fixando-se a posição de vigas e pilares, levando sempre
em consideração a posição da caixa d'água. Em boa parte dos casos, a
posição da caixa d'água coincide com a caixa de escadas.
• Com a estrutura do PAVIMENTO TIPO resolvida, verifica-se se posição dos
pilares pode ser mantida nos outros pavimentos. Nesta análise são
considerados aspectos estéticos e funcionais das garagens, pilotis, salões de
festas, "play-grounds", etc.
• Caso não seja possível manter a posição dos pilares, tenta-se reformular a
estrutura do PAVIMENTO TIPO até compatibilizar a posição dos pilares com
os outros pavimentos.
• No caso de edifícios, pode ocorrer uma incompatibilidade entre a posição
dos pilares em dois pavimentos diferentes. Essa situação pode existir em
função de diferenças no layout dos pavimentos, como é o caso nos edifícios
residenciais, que possuem garagem e pavimento tipo. Nesses casos, utiliza-
se uma estrutura de transição como a mostrada na Figura a seguir.
• As estruturas de transição, na grande maioria das vezes, são caras e
de grande responsabilidade estrutural. Portanto, deve-se procurar
conceber o arranjo estrutural de forma a minimizar sua ocorrência.
1.2 Consolos:
Os consolos são elementos estruturais que se projetam de
pilares ou paredes para servir de apoio para outras partes da
estrutura ou para cargas de utilização.
Os consolos constituem-se em balanços curtos, pois não podem
ser projetados utilizando-se a teoria de flexão.
São considerados consolos os elementos em balanço nos quais a 
distância (a) da carga aplicada à face do apoio é menor ou igual à 
altura útil (d) do consolo. 
O consolo pode ser: 
• Curto, se 0,5.d ≤ a ≤ d; 
• Muito curto, se: a > 0,5.d; 
• Nos casos em que a > d, o dimensionamento do consolo é 
tratado como viga. 
1.3 Nós de Quadros:
Nas últimas três décadas, pode-se dizer que houve uma maior
preocupação com o comportamento mecânico dos nós, fato confirmado
pelo crescimento das pesquisas envolvendo tal região do sistema
estrutural. Antes disso, em nível de projeto, admitia-se que as condições
nos nós de pórtico não eram críticas. Ou seja, admitia-se que a
resistência da ligação era igual à do elemento estruturalmenos
resistente. Entretanto, pode-se dizer que os nós de pórtico são, com
freqüência, regiões mais críticas do sistema estrutural como um todo,
devido a uma série de fatores, entre os quais se incluem a mudança de
direção de esforços e tensões, as elevadas tensões cisalhantes que ali
surgem, além dos aspectos construtivos associados à ancoragem das
armaduras.
Em termos de desempenho estrutural, é desejável que o nó apresente
resistência suficiente de modo a não impedir o total desenvolvimento da
capacidade resistente dos elementos que serão conectados. Levando em
conta que a filosofia de projeto recomenda, em situação de ruína, que a
plastificação ocorra antes nas vigas que nos pilares, o nó de pórtico deve
resistir a ações maiores à correspondente ao momento último da viga.
Em termos de execução em obra, é desejável também que o
arranjo das armaduras na ligação não dificulte a sua colocação
nem a compactação do concreto. De fato, deve haver a
preocupação do projetista estrutural quanto ao problema de
congestionamento das armaduras nessa região.
Conhecendo-se a resistência ao cisalhamento do nó torna-se
possível avaliar se os elementos viga e pilar poderão alcançar a
capacidade máxima. Essa grandeza pode ser obtida por meio dos
modelos nos quais utilizam conceitos dos modelos de biela e
tirante - e por expressões prescritas por normas de cálculo que
tratam dos nós de pórtico.
1.4 Articulações em peças de concreto:
Os engastamentos, embora não sejam comuns, existem ocasionalmente,
quando a extremidade de um membro está profundamente incrustada em um
bloco de concreto maciço ou cimentada em rocha sólida como na Figura abaixo.