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DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS EM EDIFÍCIOS UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA (UFSM) Departamento de Estruturas e Construção Civil ECC 1008 – Estruturas de Concreto Prof. Almir Barros da S. Santos Neto MODELOS ESTRUTURAIS PARA EDIFÍCIOS LIMITAÇÃO DOS DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS Aplicáveis às ações do vento h,tot iH i+1hi+1 hi ih 850 1 i hihi h 1700 , H toth Total no edifício Relativo entre 2 pavimentos consecutivos Por que os deslocamentos horizontais devem ser limitados nos edifícios? Razão da Limitação Prevenção de patologias em paredes (distorção excessiva) fissura Exemplo de ruína de alvenaria de blocos cerâmicos decorrente de deslocamentos horizontais excessivos (distorção) Fonte: Fissuras na interface estrutura-alvenaria em edifícios de multipavimentos SAHB & CARASEK (2006) – VI Simpósio EPUSP de Estruturas de Concreto É uma verificação do ESTADO LIMITE DE SERVIÇO (ELS) T a b e la 1 3 .3 d a N B R 6 1 1 8 :2 0 1 4 ventoserh FF 1, 3,01 Fator de combinação frequente do ELS Verificação apenas para as ações do vento Não se consideram as ações verticais nesta verificação Observação: No edifício modelo – Vento à 0 Pavimento Fh,ser (kN) hi (mm) hi+1 - hi (mm) cobertura 11,60 6,26 0,37 5 pav. 11,18 5,89 0,68 4 pav. 10,70 5,21 1,00 3 pav. 10,10 4,21 1,28 2 pav. 9,31 2,93 1,54 1 pav. 8,10 1,39 1,39 Base 0 - mm máxhihi 54,11 mmtoth 26,6, mm H 88,9 1700 16800 1700 OK! mm hi 29,3 850 2800 850 OK! Fazer o mesmo para vento à 90 E se os deslocamentos foram maiores que os limites da NBR 6118:2014? Medidas para a redução dos deslocamentos horizontais Enrijecimento da estrutura Aumentar dimensões de pilares e /ou vigas Alterar orientação dos pilares Aumentar fck do concreto (módulo de elasticidade) Sugestão: Realizar esta verificação logo após o pré-dimensionamento inicial da estrutura Ajuste do pré-dimensionamento Montagem do modelo estrutural ANÁLISE ESTRUTURAL Objetivo principal: obter esforços e deslocamentos Estados Limites (Último e Serviço) Vigas Contínuas Pórticos planos Pórticos planos associados Pórtico espacial Pórticos espacial c/diafragmas rígidos Lajes isoladas Grelhas Qual modelo estrutural utilizar? Observação: Diferenciar de método de cálculo Método das forças e método dos deslocamentos (Cross, Análise Matricial)... Edifícios de múltiplos andares Estrutura como um todo é tridimensional Vigas Pilares Pórticos Lajes (diafragmas) 2 ou mais direções Estruturas de fundações Ações horizontais podem atuar em diversas direções Modelos estruturais para ações verticais e horizontais 1) Pórticos planos isolados (25x25) P1 P5 (25x35) (25x35) (25x25) P2 P3 P4 (25x40) (25x55) (25x55) (25x40) P6 P7 P8 (25x25) (25x35) (25x35) (25x25) P9 P10 P11 P12 (20x45) V1 (20x45) V2 (20x45) V4 VENTO PÓRTICO 1 PÓRTICO 2 PÓRTICO 3 1,Porth 2,Porth 3,Porth 2,1, PorthPorth Rigidezes diferentes P1 P5 P2 P6 distorção na laje (não ocorre na prática) 2,1, PorthPorth menos realista P1 P5 P2 P6 sem distorção na laje (mais realista) mais realista Laje participa como elemento rígido Diferença entre esforços e deslocamentos pode ser relevante Exemplo: FONTES e PINHEIRO (2005) Modelo de pórtico espacial - sem a consideração das lajes no modelo - com a consideração das lajes no modelo Deslocamentos no pavimento sem a consideração das lajes Deslocamentos no pavimento com a consideração das lajes (rígidos) Exemplo: FONTES e PINHEIRO (2005) barra rígida articulada (lajes) P9 P11P10 V4 P12 V1 V2 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 2) Pórticos planos associados Exemplo: edifício modelo Considera as lajes (barras rígidas articuladas) Modelo bastante satisfatório em diversos casos Montagem do modelo de pórticos planos associados Identificar pórticos que participam na rigidez (direção vento) Associá-los em série (enfileirá-los) com barras rígidas (lajes) Propriedades mecânicas e geométricas das barras rígidas EA = suficientemente grande para caracterizá-la como rígida Altura da seção = espessura da laje Largura da seção = dimensão da laje (direção analisada) Coerência física: Módulo de elasticidade = vide concreto da laje Lançar a ação horizontal total na direção analisada P1 V1 V2 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P11P10 V4 P12 11,60kN 11,18kN 10,70kN 10,10kN 9,31kN 8,10kN (1) A ordem da sequencia dos pórticos não alteram os esforços de flexão nem os deslocamentos horizontais Observações: Edifício modelo – ELS (deslocamentos horizontais) (2) A inclusão da viga VE1 da escada entre os pilares P2 e P3 favoreceria a obtenção de resultados mais realistas Exercício Identificar os pórticos a serem associados (Vento à 0 e 90) Trabalho - 2semestre 2016 Cuidados na interpretação e na entrada de dados em aplicativos computacionais para não prejudicar toda a análise estrutural... VENTO (25x40) P8 (25x55) P7P6 (25x55) P5 (25x40) Qual é o momento de inércia do pilar P5? (vento à 0) Ou para o FTOOL, qual é o valor de b e d ? 3) Pórticos espaciais com diafragmas rígidos (lajes) Ideal: representa com mais fidelidade a estrutura Captura efeitos de torção no edifício Bastante utilizados atualmente em programas comerciais Mais indicado em estruturas assimétricas em planta Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. FONTES, F.F., PINHEIRO, L.M. Análise de um edifício por vários modelos estruturais. In: VI SIMPÓSIO EPUSP DE ESTRUTURAS DE CONCRETO, São Paulo, 2006, Anais... Escola Politécnica da USP, 2006. SAHB, C.A.S.; CARASEK, H. Fissuras na interface estrutura-alvenaria em edifícios multipavimentos. In: VI SIMPÓSIO EPUSP DE ESTRUTURAS DE CONCRETO, São Paulo, 2006, Anais... Escola Politécnica da USP, 2006.
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