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Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Alvenaria Estrutural Distribuição de Ações Horizontais Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Considerações Básicas Lajes são normalmente consideradas como diafragmas rígidos · Lajes pré-moldadas · Lajes maciças com grandes aberturas Classificação de Estruturas de Contraventamento (CEB-FIP) · Estruturas Contraventadas · Estruturas de Contraventamento Cuidados especiais com: Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Estruturas de Contraventamento Simétricas e Assimétricas · Estruturas simétricas: simplicidade na análise · Estruturas assimétricas: maior complexidade Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Consideração de Abas ou Flanges Consideração das abas dobra a inércia dos painéis ! Conseqüências importantes: · Deslocamentos são reduzidos à metade · Tensões devidas às ações horizontais são reduzidas à metade Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Trechos Rígidos (“Offsets”) · Simulam dimensão finita dos nós para paredes com aberturas · Podem ser utilizados na horizontal ou vertical · Alteram de forma significativa a distribuição de esforços “Offsets” podem ser considerados por dois procedimentos: · Recurso especial do programa de análise · Colocação nós e barras adicionais Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Contraventamento Simétrico “Ocorrem apenas translações para as lajes dos pavimentos” Paredes Isoladas · Painéis são vigas engastadas/livres · Lajes impõem mesmos deslocamentos para os painéis · Inércia das paredes calculadas com ou sem flange Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Procedimento de distribuição (Painéis de rigidez constante) S I = I1 + I2 + I3+...+ In onde In : momento de inércia do painel “n” Ri = Ii / S I onde Ri : rigidez relativa do painel “i” Fi = Ri x Ftot onde Fi : força atuante no painel “i” Ftot : força total num determinado nível si = Mi / Wi onde Mi : momento fletor atuante no painel “i” Wi : módulo de resistência do painel “i” Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Paredes Com Aberturas · Discretização por elementos de pórticos planos · Lajes impõem mesmos deslocamentos para os painéis · Inércia das paredes calculadas com ou sem flange · Pode considerar ou não trechos rígidos Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Associação plana de painéis Importante: · Barras que fazem a ligação entre painéis · Colocação das forças no primeiro painel modelado · Tensões relativamente pequenas nas paredes · Tensões nos lintéis Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Contraventamento Assimétrico “Pavimentos transladam e rotacionam como planos rígidos” Paredes Isoladas · Utilização de um programa de pórtico tridimensional · Recurso indispensável : nós mestres · Inércia das paredes com ou sem consideração das flanges Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Nós Mestres · Simulam o comportamento da laje como um plano rígido · Concentram graus de liberdade em um nó por nível · Ações também são concentradas Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Paredes com Aberturas · Recursos computacionais são os mesmo do caso anterior · Existirão barras horizontais para simular os lintéis · Inércia das paredes calculadas com ou sem flange · Pode-se considerar ou não trechos rígidos Importante: · Nós mestres · Tensões nas paredes e nos lintéis Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Exemplo de Edifício de 10 Pavimentos Modelos analisados: Modelo Descrição Trechos Rígidos Abas M1 Paredes isoladas - Sim M2 Paredes com aberturas Não Sim M3 Paredes com aberturas Sim Sim M4 Paredes isoladas - Não M5 Paredes com aberturas Não Não M6 Paredes com aberturas Sim Não Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas PX 20 PX 21 PX 15 PX 13 PX 11 PX 9 PY23 PY20 PY21 PY18 PY22 PY19 PY14 PX 6 PX 4 PY12 PY9 PY8 PX 1 PX 2 PX 3 PX 8 PX 7 PY5 PY4 PY3 PY2 PY1 PX 10 L X 1 LY2 LY1 PY16PY17 PX 5 X Planta das paredes Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Deslocamentos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Deslocamentos X (cm) N ív ei s M1 M2 M3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 Deslocamentos Y (cm) N ív ei s M1 M2 M3 Direção M1 M2 M3 M4 M5 M6 X 5,52 3,20 2,69 7,66 4,83 4,22 Y 12,48 7,70 4,13 23,24 11,69 6,54 Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Momentos Fletores 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -1400 -1120 -840 -560 -280 0 280 Modelo M1 Modelo M2 Modelo M3 Momentos fletores (kNm) Ní ve is 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -1400 -1120 -840 -560 -280 0 280 Modelo M1 Modelo M2 Modelo M3 Momentos fletores (kNm) Ní ve is Parede PX8 Paredes PY17 Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas 0 50 100 150 200 PX8 PX9 PX10 PY 1 PY 3 PY 8 PY16 N or m al ( kN ) M2 M3 M5 M6 Esforços Normais na Base das Paredes Modelo Descrição Trechos Rígidos Abas M1 Paredes isoladas - Sim M2 Paredes com aberturas Não Sim M3 Paredes com aberturas Sim Sim M4 Paredes isoladas - Não M5 Paredes com aberturas Não Não M6 Paredes com aberturas Sim Não Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Tensões Normais nas Paredes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 280 560 840 1120 1400 Tensão V Modelo M1 Modelo M2 Modelo M3 N ív eis Tensões Normais (kN/m 2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 190 380 570 760 950 Tensão V Modelo M1 Modelo M2 Modelo M3 Ní ve is Tensões Normais (kN/m 2) Parede PX9 Paredes PY8 Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia de Estruturas Tensões Normais na Base das Paredes Verificação dos Lintéis Momento máximo: 1,40 cm2 de aço no LY2 Cortante máximo: sem armaduras para cisalhamento Modelo M2 Modelo M3 Lintel Nível Momento máximo Cortante máximo Nível Momento máximo Cortante máximo LX1 4 15,84 7,38 3 13,84 9,87 LY1 4 9,58 7,59 2 6,39 5,07 LY2 7 8,61 6,16 5 5,56 5,19 Tensões Normais Devidas ao Vento Parede M1 M2 M3 M4 M5 M6 Tensões Cargas Vert. PX8 750 513 475 938 667 623 1430 PY8 873 665 487 1674 849 608 997 PY17 1142 830 682 1530 1168 983 1432 PY23 1121 820 631 886 1168 983 1333
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