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MODELAGEM DE UM EDIFÍCIO EM ALVENARIA ESTRUTURAL NO TQS Prof° Jean Marie Dèsir Universidade Federal do Rio Grande do Sul Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil Diego Guimarães Luciano Melchiors Martin Disciplina de Análise de Alvenaria Estrutural 1 2 OBJETIVOS •Modular uma edificação para ser projetada em alvenaria estrutural; •Lançar essa edificação no software TQS, no módulo CAD/Alvest; •Verificar os resultados obtidos pelo programa, considerando blocos de concreto de acordo com a NBR 10837/89, para averiguar a necessidade de utilizar alvenaria armada; •Comparar com o resultado do projeto de paredes selecionadas utilizando blocos cerâmicos, conforme a nova norma NBR 15812/10. As edificações em alvenaria estrutural devem ser moduladas de acordo com a família de blocos que se pretenda utilizar. Essa característica demanda interação entre os profissionais envolvidos no projeto e impossibilita improvisações em canteiro 3 4 MODULAÇÃO DO EDIFÍCIO NO AUTOCAD CARACTERÍSTICAS DO EDIFÍCIO • Composto de 8 pavimentos (térreo + 7 tipos), com pé-direito de 2,70 m • Inicialmente projetado para ser lançado em concreto armado, foi adaptado (modulado) para ser lançado em alvenaria estrutural • Possui um eixo de simetria no eixo Y global • Adoção da família de blocos com módulo M = 15 cm Planta baixa do edifício antes da modulação 6 Cortes do edifício 7 Lançamento de grid com espaçamento de 15 cm no Autocad 8 MODULAÇÃO DO EDIFÍCIO A extensão de arquivos do TQS é dwg, porém é um dwg diferente do Auto Cad. Este arquivo deve ser salvo no formato dxf. 9 Este arquivo deve ser importado para dentro do tqs. 10 CRIAÇÃO DO EDIFICIO NO TQS • O CAD/Alvest é um módulo do TQS no qual o usuário entra com informações geométricas e de carregamentos e o programa faz a análise de esforços atuantes e apresenta o desenho das elevações das paredes • O CAD/Alvest é um programa de verificação, onde o usuário entra com o valor de fp pretendido e o software calcula o fp das subestruturas selecionadas 11 • Salienta-se que o programa é destinado para alvenaria não-armada, sendo que as armaduras presentes são apenas construtivas 12 Na tela inicial deve ser marcada a guia de Alvenaria estrutural. Para criar o novo edifício CRIAÇÃO DE UM NOVO EDIFÍCIO NO TQS Na guia gerais deve ser selecionada a opcão Alvenaria estrutural 13 Em pavimentos deve ser definido o tipo de pavimento, número de pisos e o pé direito. Clicando em acima e abaixo se insere os outros pavimentos. Corte Esquemático gerado pelo TQS 14 15 Em cargas deve-se ser inseridas todas as determinações de vento que são dispostas de acordo com a NBR 6123. O TQS calcula os coeficientes de Arrasto do Vento , segundo a NBR 6123, de acordo com as dimensões do edifício. 16 Em Alvenaria deve ser marcado desenho Deve ser acrescentado um novo fabricante e os dados de fabricantes. Juntas, pé direito e graute, se define as propriedades destes elementos Na guia paredes e elevação: definição do número de fiadas e altura da laje 17 Critérios de Projeto. O numero de fiadas e a altura da laje são dependes do pé-direito do edifício 18 Na guia desenhos, armaduras e grautes Na guia cintas, definir a bitola da armadura das cintas bem como as fiadas onde estão localizadas 19 No final o programa irá pedir se deseja salvar os dados Deve-se definir as portas e janelas 20 Edição das dimensões dos blocos de janelas e portas 21 EDIÇÃO GRÁFICA DO PROJETO Após a criação da árvore do edifício, deve-se inserir o desenho arquitetônico como plano de fundo para a colocação dos blocos 22 Seleciona-se o pavimento desejado na árvore à esquerda e abre-se o editor gráfico clicando no botão superior direito 23 A tela do Editor Gráfico aberta 24 Para misturar o desenho arquitetônico no editor do TQS Seleciona-se o comando misturar e depois se escolhe o arquivo com extensão .dxf 25 Barra de blocos Barra de paredes Barra de lajes Barras de atalho do editor gráfico 26 Barra de subestruturas Barra de armaduras construtivas Barras de atalho do editor gráfico Primeiramente deve-se escolher o tipo de bloco no ícone: inteiro, meio bloco, bloco e meio, etc. 27 Deve-se definir o ângulo de inserção do bloco através do comando ângulo atual Colocação dos blocos na planta 28 Deve-se inserir o bloco com o ícone Apertando F2 pode-se escolher a aresta que deseja-se inserir o bloco, acionando a tecla f pode-se escolher o lugar onde se deseja o bloco Deve-se ter o cuidado com as juntas prumos. A próxima etapa é a inserção das janelas e portas. 29 No ícone portas deve se definir a porta que se deve utilizar Deve-se definir o ângulo atual, e inserir a porta atual Deve-se inserir a janela seguindo, os mesmos passos utilizados na inserção das portas A próxima etapa é definir as cercas de paredes, utilizando a sequência de comandos a seguir: 30 Definição das cercas de paredes 31 Deve-se ter o cuidado na hora da definição de paredes, pois o programa pode se perder nesse procedimento. Deve-se ter o cuidado de dentro da cerca da parede para evitar superposições entre as paredes. Paredes são elementos que irão receber as cargas da laje. Quando são definidas as paredes devem ser feitas com cuidado pois o programa irá colocar as linhas de cargas. A amarração das paredes é realizado com o englobamento de pelo um bloco transversal ao eixo da parede considerada O contorno fechado pelas linhas de carga delimita a região onde há a transferência das cargas das lajes 32 O nome da parede deve ser acrescido dentro da região em que foi delimitada a parede. Definição das subestruturas 33 As subestruturas são a maneira como o programa distribui as tensões nas paredes. Há 3 tipos de subestruturas: para cargas verticais e solicitações nas direções X e Y Elas devem ser inseridas com o seguinte procedimento: Subestruturas, cerca/ subestrutura. DEFINIÇÃO DAS SUBESTRUTURAS 34 Deve-se determinar o conjunto de paredes nos quais a carga vertical irá se distribuir O nome da subestrutura deve ser acrescido dentro da região que foi delimitada a subestrutura. Definição das subestruturas verticais Nas regiões onde há juntas prumo, deve-se separar as subestruturas verticais, pois não há transferência de esforços nesses locais Definição das subestruturas em X e Y 35 As subestruturas em X são os elementos que vão absorver as tensões provenientes do vento na direção X, o mesmo acontecendo em Y. Lembrando que o eixo X e eixo Y estão definidos abaixo: Elas devem ser inseridas com o seguinte procedimento: Subestruturas, cerca/ subestrutura. x y Definição das Lajes 36 Deve-se acionar o editor de lajes que se encontra: O TQS separa as cargas em permanentes e acidentais. Deve-se observar que o peso próprio das estruturas é estabelecido automaticamente com base no peso específico dos materiais. A carga acidental deve ser especificada de acordo com o prescrito pela NBR 6120. Definição das Lajes 37 Nesta janela pode-se definir as propriedades da laje inserida As cargas de lajes podem ser alteradas neste ícone Verificação de Erros 38 Depois de lançados todos os blocos, as paredes, as subestruturas verticais, em X, em Y e as lajes, deve ser realizada a verificação dos erros.Desta forma verifica-se se existem inconsistências no lançamento da estrutura. O ícone abaixo verifica os erros e a consistência do pavimento Este ícone verifica a listagem dos erros e é utilizado depois ícone anterior Verificação de Erros 39 A verificação dos erros nas lajes é realizada clicando-se neste ícone, esta verificação analisa a consistência das lajes Os erros deve ser corrigidos um a um e reprocessados, pois desta forma torna-se mais rápido o processamento. Este ícone ativa e desativa a visualização de: paredes, janelas, portas, subestruturas, blocos, etc... Análise geral de todo o procedimento 40 Processamento Global da estrutura Após a verificação da consistência por pavimento, é realizado o processamento global da estrutura. 41 Processamento Global da estrutura O programa classifica os erros apresentados em: avisos, leves e graves. Usualmente, só os erros graves impedem a análise da edificação Nesta etapa o programa verifica se as tensões atuantes são inferiores às admissíveis, transfere as cargas para os pavimentos inferiores e produz os desenhos de paredes em elevação. 42 Processamento Global da estrutura O programa utiliza dois critérios para verificar a estabilidade global: gama z e alfa simplificado O Alvest também analisa se o edifício passa na análise de estabilidade global 43 Visualização de Resultados Os resultados gerados pelo programa podem ser verificados de duas maneiras: desenhos e listagens. Esses arquivos estão localizados na árvore do pavimento. 44 PROJETO ANALISADO 45 Projeto Analisado O projeto foi concebido em alvenarias de blocos de concreto, uma vez que essa é a premissa requerida pelo CAD/Alvest. Portanto, o dimensionamento segue os critérios definidos pela NBR 10837 para alvenaria não armada. Após uma revisão na bibliografia, estimou-se uma eficiência entre resistências de prisma e bloco de 0,8 Devido às elevadas tensões de compressão a que as paredes são solicitadas, decidiu-se adotar um bloco de concreto com fb=18 MPa, resultando em fp=14,4 MPa 46 Projeto Analisado Utilizando uma relação de resistência argamassa/bloco de 0,7, resulta em uma argamassa de 12,6 MPa. Com isso, deve-se usar, conforme a NBR 10837, os seguintes valores para as tensões admissíveis de tração e cisalhamento. A seguir são apresentadas imagens das etapas de lançamento do edifício 47 Lançamento dos blocos do edifício 48 Lançamento de portas e janelas do edifício 49 Lançamento das paredes do edifício 50 Lançamento das linhas de cargas do edifício 51 Lançamento das subestruturas verticais do edifício 52 Lançamento das subestruturas na direção X 53 Lançamento das subestruturas na direção Y 54 Todas as lajes lançadas no prédio 55 PROCESSAMENTO 56 Processamento Após o processamento global da estrutura, verificou-se que algumas paredes que não passavam ao esforço de tração e cisalhamento, principalmente na região sob a caixa da água, onde havia poucas paredes transversais de contraventamento. Para solucionar esse problema, optou-se por adicionar paredes sob a laje do reservatório, a fim de distribuir melhor as tensões atuantes e também aumentar o contraventamento do edifício. Outro procedimento adotado para aumentar a rigidez do edifício foi o grauteamento de alguns blocos na região sob a caixa da água, criando uma região com maior rigidez. Esse processo de grauteamento também foi utilizado nas poucas paredes que não passavam à compressão. 57 Mudança na planta baixa com adição de paredes. Notar o grauteamento em vermelho 58 Processamento Com as mudanças implementadas, as paredes da edificação passaram pelas verificações prescritas pela NBR 10837, considerando uma resistência de prisma de 14,40 MPa. Verificou-se também a estabilidade global do edifício, através do parâmetro alfa, sendo também aprovado neste quesito A seguir mostra-se um trecho de listagem com valores de fp de paredes, onde todos eles estão abaixo de 1440 tf/m² 59 Verificação da estabilidade global - alfa 60 Exemplo de desenho de elevação de parede Par 76 térreo (mais solicitada) – Armaduras construtivas 61 Desenho 3-D do edifício
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