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SIMULADORES NA ENGENHARIA CIVIL | CONCEITOS TQS Principais etapas de um PROJETO ESTRUTURAL. Concepção estrutural: É a “idealização” da estrutura. Uma concepção adequada é fundamental para garantir que o sistema estrutural apresente desempenho e capacidade resistente quando solicitado, e atenda aos critérios de durabilidade. A arquitetura é utilizada como base para a idealização da estrutura, a qual não deve interferir nos demais sistemas: instalações elétricas, hidro sanitárias, de drenagem e etc. Análise Estrutural: Consiste em obter a resposta da estrutura perante as ações que lhe foram aplicadas. Através desta que se “enxerga” como o edifício está realmente se comportando. Se for mal-feita resultará em um dimensionamento de armaduras mal-feito. MODELO ESTRUTURAL: Analisar as ações e respectivas respostas do modelo. Ações: Cargas verticais e horizontais; Cargas permanentes a variáveis; Combinações de ações. Respostas: Solicitações; Deslocamentos; Vibrações; Fissuração. ESTRUTURA TÍPICA DE EDIFÍCIOS: (da viga contínua ao pórtico espacial) Lajes: É o elemento de superfície submetida à flexão simples. O pavimento funciona como diafragma rígido. Vigas: Elemento linear submetido à flexão simples. Pilares: Elemento linear submetido à flexão composta oblíqua (FCO). Pilar-paredes: Elemento de superfície submetido à FCO. * A ligação entre os elementos é monolítica. CARACTERÍSTICAS ESPECIAIS DO TQS • Ligações viga-pilar flexibilizadas: Em todas as ligações viga-pilar no pórtico-TQS, além da geração automática de offsets- rígidos (responsáveis por simular trecho de grande rigidez), são consideradas ligações semi-rígidas cujas “molas” são calibradas automaticamente de acordo com cada ligação viga-pilar. Isso dispensa a necessidade de arbitrar articulações no modelo. • Plastificação de apoios: Nos modelos de grelha destinados a análise de pavimentos de concreto, é fundamental que a rigidez entre as barras (lajes e vigas) e os apoios (pilares) sejam corretamente consideradas. Caso contrário, podem aparecer "picos de momento" que tornarão o dimensionamento e detalhamento das armaduras neste locais totalmente incondizentes, e às vezes, até mesmo impraticáveis. O TQS dispõe de uma modelagem automática com apoios elásticos independentes que resultam em esforços realistas nestas regiões de apoio. • Transferência de cargas das grelhas para o pórtico espacial: No modelo integrado TQS, todos os esforços (força normal, força cortante, momento torsor e fletor) obtidos nas barras que simulam as lajes de cada um dos pavimentos são transferidos automaticamente para o pórtico espacial do edifício como cargas concentradas nas vigas. Isto faz com a distribuição de esforços seja realizada de forma bastante realista. • Simulação aproximada do efeito construtivo: No modelo de pórtico-TQS, é realizado um ajuste na rigidez axial dos pilares de tal forma a simular o efeito construtivo do edifício. Esta consideração somente é levada em conta para os casos de carregamento referentes às cargas verticiais, e fazem com que os esforços finais obtidos sejam realistas. • Outras características: Inclusão das não-linearidades física e geométrica, verificação da estabilidade global, geração de modelos independentes para análise ELU e ELS, consideração da fluência do concreto, etc. EVOLUÇÃO DO SISTEMA CAD/TQS. • Para Carga Vertical: MODELO DE ESTUDO INICIAL MODELO DE ESTUDO DESENVOLVIDO • Para Carga Horizontal: COMBINAÇÃO DE MODELOS Uma vez definidas todas as ações que atuarão sobre o edifício (peso-próprio, sobrecarga vertical, vento, empuxo, desaprumo global), torna-se necessário combiná-las de modo a garantir que a estrutura seja dimensionada e verificada para carregamentos que produzam os efeitos mais preponderantes possíveis. AAAAAAAAAAAA Em edificações usuais, basicamente dois tipos de combinações precisam ser gerados: combinações últimas e combinações de serviço. A primeira é utilizada no dimensionamento das armaduras e visa garantir a segurança da estrutura. Já, a segunda, é utilizada para a análise das flechas, fissuração e vibração, e procura garantir um bom funcionamento da edificação no dia-a-dia. * As ações devem ser combinadas de forma a produzir a solicitação mais desfavorável no elemento estrutural tanto para os ELU (combinação normal) quanto para os ELS (combinação permanente (CP); combinação quase permanente (CQP); combinação frequente (CF); combinação rara (CR)). IMPORTANTE: - Para carga vertical é analisado: Métodos Simplificados; Vigas Contínuas; Grelha/MEF; Pórtico Espacial. - Para carga horizontal é analisado: Métodos Simplificados; Pórtico Plano e Pórtico Espacial. - Limitações conhecidas: Ligação Viga-pilar e Quinhão de carga (Lajes estudadas como grelhas para estudar esforços mais realistas). MODELO DE ESTUDO INICIAL MODELO DE ESTUDO DESENVOLVIDO COMBINAÇÃO DE AÇÕES | COEFICIENTES: DIMENSIONAMENTOS DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS: 1. PILARES: Devem ser posicionados nos cantos, no encontro de alvenarias; Sugere-se que estejam alinhados, formando pórticos com as vigas que os unem; Usualmente adota-se distâncias entre pilares de 4 a 6 m ( pois grandes distâncias geram grandes alturas de vigas, e assim podem interferir nas esquadrias. E pequenas distâncias podem interferir entre as fundações); Preferencialmente com a largura compatível com a alvenaria; verificar se a interferência de pilares entre pavimentos e na impossibilidade de compatibilização, cria-se vigas de transição (estruturas mais complexas). PRÉ DIMENSIONAMENTO: * Dimensão limite: A seção transversal não deve ser menor que 19 cm. Admite-se que isso ocorra até 14 cm, desde que se multipliquem as ações a serem consideradas no dimensionamento por um coeficiente adicional γn. Em qualquer caso, não se permite pilar com seção transversal de área inferior a 360 cm². 2. VIGAS: As vigas dividem o “pano” de laje e recebem as cargas verticais provenientes das lajes além de alvenarias. Recomendações gerais: Largura compatível com a alvenaria; Comumente são colocadas para suportar as cargas das alvenarias; Sua altura normalmente é limitada às dimensões das esquadrias; Dimensões mais econômicas são para vãos de laje entre 4 a 6 m; Procura- se padronizar sua altura para, no máximo, duas dimensões (cimbramento); Busca-se compatibilizar as larguras de vigas e pilares com as alvenarias. Para Lajes treliçadas – Vãos da ordem de 4m. PRÉ DIMENSIONAMENTO: 3. LAJES: As lajes recebem predominantemente as cargas verticais. - Laje Treliçada Nervurada: Composta por vigotas treliçadas e materiais inertes (geralmente EPS). A Vigota treliçada é responsável pela resistência na fase de transporte e concretagem da laje, além de combater o cisalhamento para as nervuras. O EPS é responsável pelo enchimento do painel. As vigotas treliçadas são colocadas, geralmente, nas direções de nervuras mais curtas para facilitar a montagem da laje. - Análise estrutural das lajes como grelhas: A análise de todo o pavimento é feita através de um único modelo de grelha. Dessa forma, além de levar em conta a compatibilidade entre os elementos (vigas+lajes), possibilita-se o cálculo correto e preciso das lajes bidirecionais (vigotas + nervuras transversais). PRÉ DIMENSIONAMENTO LAJES TRELIÇADAS: h = L 30 PARÂMETROS QUE PODEM SER ANALISADOS NO TQS: • Não-linearidade física: Presente em edifícios de concreto, seus efeitos são considerados de forma aproximada através da simples redução de rigidezes dos pilares e das vigas. • GamaZ: Parâmetro que avalia a estabilidade global de um edifício em concreto armado. • P-delta: Parâmetro para obtenção dos esforços totais numa estrutura levando-se em conta a presença de efeitos globais de 2a. ordem.
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