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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE ARTES E COMUNICAÇÃO DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO TECTÔNICA 5 RELATÓRIO: ROTEIRO DO CONCRETO + PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS EM CONCRETO Prof.: Mariella Falcão GE - 03: Gabriella Lucena, Juliana Cadidé, Luisa Correia, Rebeca Vieira, Thaís Albuquerque Recife, Novembro de 2018 SUMÁRIO PARTE 1 : RELATÓRIO - ROTEIRO DO CONCRETO Introdução …………………………………………………………………………..……2 1 - Normas de Segurança…………………………………………………………...….3 2 - O Corpo de Prova - Materiais do Concreto………………………………...…...3 3 - A Mistura dos Elementos - Slump Teste…………………………………..…….5 4 - Montagem do Corpo de Prova………………………………………………..…...8 Referências Bibliográficas……………………………………………………….…...11 PARTE 2 - Relatório Pré-Dimensionamento de estruturas Introdução…………………………………………………………………………..…...12 1 - LAJES 1.1 - Pré-dimensionamento ……………………………………………….………….13 1.2 - Carregamento nas Lajes…………………………………………..…………….14 1.3 - Reação das Lajes nas Vigas………………………………………..…………..16 2 - VIGAS 2.1 - Pré - Dimensionamento da Viga ………………………………………....……17 2.2 - Cálculo do Momento da Viga……………………………………………..…….19 3 - PILARES 3.1 - Carregamento dos Pilares………………………………………………….…...21 3.2 - Pré-dimensionamento dos Pilares………………………………………...…..23 ANEXOS Planta Baixa ……………………………………………………………………...……..25 Planta Estrutura …………………………………………………………………...…...26 Cortes ……………………………………………………………………………..……..27 1 PARTE 1 : RELATÓRIO - ROTEIRO DO CONCRETO Introdução Este relatório refere-se a visita ocorrida no dia 02/10/2018, com a professora Mariella ao galpão do CTG. O intuito da visita foi preparar um corpo de prova, dessa forma, conhecendo os materiais e processos envolvidos. Para isto, as aulas anteriores deram suporte teórico ao procedimento prático que foi proposto no dia 02. Os assuntos referentes à teoria dada em sala de aula (CAC) foram: os elementos do concreto (aglomerante, aglomerados), o processo de pega, a trabalhabilidade do concreto e suas características físicas, o uso de aditivos e adições. A aula prática foi realizada com apoio de estudantes e funcionários do CTG, que a todo momento se dispuseram a tirar dúvidas e ajudar no manuseio de equipamentos e materiais, além do suporte da professora, a qual esteve presente a todo momento orientando e sanando questionamentos dos alunos. O experimento se deu em determinadas etapas, as quais: 1) Explanação sobre a importância da devida vestimenta no galpão em questão 2) Exposição dos materiais que seriam utilizados, o local de seu estoque, a qualidade e o estado de conservação dos materiais que foram utilizados 3) A rememoração dos conceitos sobre traço e peça, dados em sala de aula 4) Informação sobre os valores do traço que iríamos usar 5) Coleta dos materiais que foram utilizados de acordo com os valores conseguidos (kg e l) a partir do traço 6) Mistura dos materiais em questão 7) Slump Teste 8) Envio do material produzido (concreto) para as formas de corpo de prova 9) Testes em corpo de prova realizados por outros alunos, anteriormente 2 1 - Normas de Segurança Garantir a segurança na obra é algo de extrema importância, tanto para diminuir os riscos de acidentes, quanto para estar cumprindo as exigências das normas técnicas e legislação. No galpão do CTG, isso não é diferente, pois lá é são simulados processos que se dão no canteiro de obras, e para que os experimentos ocorram sem muitos problemas e interferências, é necessária uma boa gestão, limpeza e organização dos espaços e materiais, bem como o uso de equipamentos de segurança, e vestimenta apropriada. Em nossa aula, o foco era a produção de corpos de prova, prática comum em canteiros de obras, que, por questões de segurança, atesta a tensão apropriada do concreto aplicado nas diversas etapas da obra, usado tanto para concreto usinado, quanto para moldado em loco. 2 - O Corpo de Prova - Materiais do Concreto O corpo de prova nada mais é do que uma amostra do concreto endurecido, especialmente preparada para testar propriedades físicas, como o módulo de elasticidade, a resistência, etc. Os corpos de prova são moldados em cilindros com concreto fresco, seguindo as recomendações da Norma NBR 5738: Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Figura 1: Armazenamento de Corpo de Prova, com etiquetas e datas. Fonte : http://www.tecnoconservicostecnicos.com.br/servicos.php 3 Para produzir o concreto, precisamos dos seguintes materiais : ● Pedra / Brita : usualmente de dois tamanhos, de maneira que a pedra de menor diâmetro ocupe o espaço da pedra de maior tamanho, garantindo maior densidade à mistura, e consequentemente, menos vazios; ● Areia : que ocupará os espaços entre as britas; ● Cimento : material industrial pulverulento, quando entra em contato com a água, ganhe resistência e age como elemento “colante”. ● Água : hidrata o cimento, ajudando no ganho de resistência do cimento, dando plasticidade e trabalhabilidade à mistura. Uma das mais importantes características do concreto é sua resistência à compressão, cada resistência do concreto exige uma determinada mistura dos componentes e depende da características destes. Para se alcançar a resistência adequada a cada tipo de estrutura, deve ser levar em conta a dosagem correta dos materiais, ou seja, o ‘traço’ a ser empregado, a proporção entre os componentes. Um traço bastante usual do concreto é : C : A : B - 1 : 2 : 2,5 Ou seja, para um volume de cimento, misturam-se dois volumes de areia e dois volumes e meio de brita, a água deve ser adicionada levando em consideração a resistência desejada, pois, quanto mais água adicionada à mistura, maior a trabalhabilidade do concreto, porém é diminuída a resistência do concreto. O concreto pode ser produzido manualmente, no próprio canteiro de obras, em betoneiras e em usinas centrais de concreto, sendo transportado por caminhões betoneiras. O concreto possui grande variabilidade na sua resistência à compressão, para se ter um padrão de qualidade, criou-se o conceito de fck, que é uma medida estatística da resistência à compressão do concreto. Tornou-se uma prática comuns nas obras, assim que é preparado um lote de concreto, tiram-se dele amostras, os corpos de prova, moldados em cilindros e deixados à sombra e depois em laboratório, durante 28 dias. Após esse período, da cura do concreto, os corpos de prova são rompidos em prensas hidráulicas, sendo registradas as informações referentes à qualidade e resistência do concreto. É 4 definido o fck do lote do concreto, o valor tal que no máximo 5 % dos corpos de prova tenham valor inferior. Na prática, com apenas algumas amostras, usando estas regras estatísticas, é possível se ter o valor do fck. Os fatores que mais influenciam o valor do fck são : o teor de cimento por m³ do concreto, e a relação água/cimento da mistura. É comum o interesse econômico de se usar menos cimento, devido a seu alto preço em relação aos outros materiais. O uso de água auxilia a produção de um concreto mais plástico, porém, deve ser usada com cautela, pois reduz significativamente a resistência do concreto. O uso adequado dos materiais, ou seja, um traço correto, produz: ● um concreto econômico; ● um concreto razoavelmente plástico, e adequado para ser colocado nas formas, evitando a ocorrência de vazios; ● um concreto resistente ( de fck elevado). 3 - A Mistura dos Elementos - Slump Teste A preparação do traço do concreto começa na balança, pesando aproporção de pedra (brita) que será misturada. Depois, as britas são depositadas na betoneira. A mesma medição é feita com a água. Logo após, ela é despejada na betoneira, que faz uma primeira "lavagem" da brita. Enquanto isso, são pesados na balança a areia e o cimento, nas proporções indicadas para o traço do concreto. Em nossa aula usamos o traço Concr. : Brita : Areia : Água - 1 : 1 : 1,5 : 0,45, usando dois tipos de Brita, a Brita 0 ou pedrisco: de 4,8 mm a 9,5 mm e a Brita 1: de 9,5 mm a 19 mm. Primeiramente, é despejada a areia e, depois, a proporção já pesada de cimento. A betoneira é operada por meio de uma alavanca, que faz a máquina girar, acelerando o processo da mistura. Lembrando sempre de manter uma distância e uso de materiais de segurança, na hora da mistura do concreto, reações exotérmicas fazem com que alguns agregados “saltem” da betoneira. Ela fica em funcionamento até que a mistura se torne bem homogênea. 5 Para atestar-se a trabalhabilidade do concreto, é realizado um teste de abatimento (Slump Teste), ou Abatimento do Tronco de Cone. ● Para realizar este ensaio é necessário contar com os seguintes equipamentos: ● Placa metálica para servir de apoio para realização do ensaio; ● Forma tronco-cônica que será preenchida com concreto; ● Haste metálica para golpear as camadas de concreto; ● Colher de pedreiro para preencher a forma com material e retirar o excesso da última camada; ● Trena para medir o abatimento do concreto após retirada da forma. Figura 2: Slump Teste realizado no dia 02/10, foto autoral. Passo a passo do ensaio de abatimento de tronco de cone: ● Com a colher de pedreiro, coletar material para realização do ensaio direto da betoneira; ● Colocar a forma sobre a placa metálica em superfície nivelada; ● Segurar a forma metálica com firmeza, pisando nas abas da parte inferior da forma, para evitar qualquer tipo de interferência no ensaio; 6 ● Preencher o cone com uma primeira camada de concreto e aplicar 25 golpes com a haste metálica; ● Preencher o cone com uma segunda camada de concreto e aplicar 25 golpes com a haste metálica, com o cuidado de não penetrar a camada anterior; ● Preencher o cone com uma terceira camada de concreto e aplicar 25 golpes com a haste metálica, com o cuidado de não penetrar a camada anterior; ● Retirar o excesso de concreto com a colher de pedreiro, deixando a superfície nivelado com o topo da forma; ● Retirar a fôrma com cuidado e colocá-la ao lado da massa de concreto que foi deformada; ● Medir o abatimento do concreto, para isso apoie a haste metálica horizontalmente no topo da forma metálica, e meça com a trena a distância entre a superfície do cone de concreto com o topo da fôrma metálica, este valor será o resultado do ensaio de abatimento. Figura 3: Slump Teste realizado no dia 02/10, medição do abatimento, foto autoral. O resultado do Slump é 19,5 cm, caracterizando o concreto como fluido. Na realização do Slump Teste, é necessário ter profissionais bem treinados para a realização deste ensaio, levando em conta a norma NBR NM 67. Caso as camadas 7 sejam moldadas de forma inadequada os resultados poderão ser incoerentes com a realidade. Em nosso caso, o concreto possui alto teor de água em sua composição, para obter-se a resistência adequada, pode-se alterar a mistura adicionando agregados, como areia, cimento ou brita, levando em conta a proporção apropriada, e as quantidades corretas a serem usadas. 4 - Montagem do Corpo de Prova Chegado ao ponto de trabalhabilidade desejado do concreto, ele pode ser utilizado na obra, levando em conta a amostra retirada (o corpo de prova), para posterior teste de resistência. Estes corpos de prova podem ser ensaiados em intervalos de tempo diferentes, geralmente aos 7, 14, 21 e 28 dias, ou conforme indicação dos profissionais envolvidos na construção da edificação, levando em conta as recomendações da norma NBR 5738. Para a confecção das amostras é possível utilizar dois tipos de moldes para os corpos de prova. O primeiro molde é um cilindro com diâmetro de 10 centímetros e altura de 20 centímetros, o segundo tipo de molde é também um cilindro, mas com diâmetro de 15 centímetros e altura de 30 centímetros. Os moldes devem ser revestidos internamente com óleo mineral. Em piso nivelado e regular, são colocadas as fôrmas cilíndricas de aço para moldagem dos corpos de prova. O ensaio deve ser realizado próximo ao local de armazenamento do corpo de prova, pois não devem ser movimentados nas primeiras 24 horas. O armazenamento desses moldes deve ser realizado em uma casa, não podendo ser exposto ao sol ou a chuva, nem as vibrações que podem ocorrer na obra. É necessário proteger os moldes de pancadas ou acidentes. É muito importante levar essas considerações em conta, pois, trabalhando num ambiente repleto de riscos a possíveis erros humanos, e alteração dos corpos de prova, são colocadas em risco as informações relacionadas a estruturas de concreto, tendo em mente que, em caso de problema ou patologia das edificações, estas informações serão de grande ajuda para um possível diagnóstico. 8 Figura 4: Corpo de Prova sendo preparado, fonte: http://equipedeobra17.pini.com.br/construcao-reforma/41/ensaio-do-concreto-antes-de-executar-a-estru tura-construtoras-239496-1.aspx Para realização do ensaio será necessário os seguintes equipamentos e materiais: ● Corpos de prova cilíndricos; ● Haste metálica para golpear o concreto; ● Colher de pedreiro para preencher os corpos de prova; ● Material para identificação dos corpos de prova. Para realizar o ensaio é necessário seguir os seguintes passos: ● Coletar material, com colher de pedreiro, para realização do ensaio direto da betoneira; ● Moldar o corpo de prova, sendo que o molde menor deve ser preenchido em duas camadas e cada camada receber 12 golpes. O molde maior deve ser preenchido em três camadas e cada camada de receber 25 golpes. ● Após concluir a moldagem o corpo de prova deverá receber uma identificação; ● O próximo passo é armazenar o corpo de prova na câmara úmida - onde ele deverá descansar (curar) sob condições controladas de umidade por sete, 14, 28 ou até mesmo 63 dias, dependendo do pedido do cliente. ● Passado o tempo de cura estipulado para o ensaio, a peça sai da câmara úmida e vai para a retífica, onde terá suas superfícies de apoio polidas e niveladas. 9 ● Por fim, o corpo de prova é colocado na máquina de compressão axial, para o chamado rompimento - a máquina exerce pressão vertical sobre a peça até que se rompa. Assim, verifica-se a resistência máxima padronizada pelo traço de concreto ensaiado. Figura 5: Corpo de Prova sendo testado, sofrendo compressão axial, fonte: http://equipedeobra17.pini.com.br/construcao-reforma/41/ensaio-do-concreto-antes-de-executar-a-estru tura-construtoras-239496-1.aspx Este ensaio é muito importante para verificar possíveis problemas na estrutura, como por exemplo, a baixa resistência do concreto em determinado ponto. Caso os resultados deste ensaio estejam abaixo do esperado, a estrutura deverá passar por uma avaliação, e dependo do caso, poderá ser previsto até mesmo um reforço conforme necessário. 10 Em nossa aula, testamos um corpo de prova adequado, que já havia passado pelo processo de cura. Este corpo possuía formato cilíndrico, com 10cm de diâmetro e 20cm de altura. O corpo de prova suportou 22,4 toneladas até que se rompesse, demonstrando resistência bastante razoável para os padrões dos canteiros de obra atualmente Referências Bibliográficas ● ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro. 2015 ● ASSOCIAÇÃO BRASILEIRADE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 67: Concreto - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Disponível em; <https://mvalin.com.br/_files/200000140-668e26789b/NBR%20NM%2067%20-%20Co ncreto%20-%20Determinacao%20da%20consistencia%20pelo%20aba.pdf> ● BOTELHO, M.H.C.; MARCHETTI, O. Concreto Armado - Eu te Amo, para Arquitetos. 2ª Edição Revista e Ampliada, Editora Blucher. 2011 ● Corpo de prova do concreto: como realizar o teste de amostragem de modo mais eficaz. 2018. Disponível em: <https://www.mapadaobra.com.br/inovacao/corpo-de-prova-do-concreto-como- realizar-teste/> ● GEROLLA, Giovanny. Ensaio do concreto. 2011. Disponível em: <http://equipedeobra17.pini.com.br/construcao-reforma/41/ensaio-do-concreto- antes-de-executar-a-estrutura-construtoras-239496-1.aspx> ● A importância dos ensaios de resistência do concreto. 2017. Disponível em: <https://www.mapadaobra.com.br/inovacao/a-importancia-dos-ensaios-de-resis tencia-do-concreto/> 11 PARTE 2 - Relatório Pré-Dimensionamento de estruturas PROPOSTA 3 – 15 PAVIMENTOS-TIPO + 1 COBERTURA Introdução No estudo do Pré-dimensionamento da estrutura de concreto do edifício residencial proposto, analisamos a quantidade de pavimentos, o tamanho médio dos vãos, e a disposição dos cômodos, bem como suas paredes e esquadrias. Como a estrutura a ser proposta é relativamente simples, isto é, não possui grandes vãos, nem a disposição dos espaços é irregular, desigual, fizemos a locação de 6 pilares, levando em conta a distribuição das vigas associadas, e os eixos por estas criados. Fizemos o lançamento da estrutura, estimando somente a posição de pilares, vigas, e as lajes conformadas por estas vigas: Figura 1: Planta Baixa Pavimento Tipo, com ambientes, dimensões e esquadrias. 12 Figura 2: Lançamento de estruturas Legenda : Vigas em azul Pilares em rosa Análise de apoio das lajes (vão teórico - eixo da viga) Linha contínua - laje simplesmente apoiada Linha tracejada simples - laje em balanço Linha tracejada composta - laje engastada 1 - LAJES 1.1 - Pré-dimensionamento Para esse caso, edificação com 15 andares + Cobertura, e analisando o tamanho dos vãos, adotaremos a Laje Treliçada. No pré-dimensionamento, usaremos: h = 𝒍𝒍n/25 h = espessura da laje 𝒍n = Menor vão teórico Laje 1 - Menor vão teórico 𝒍1 = 3,58m h1 = 3,58/25 = 0,1432m = 14,32cm Laje 2 - Menor vão teórico 𝒍2 = 1,39m h2 = 1,39/25 = 0,0556m = 5,56cm Laje 3 - Menor vão teórico 𝒍3 = 4,19m h3 = 4,19/25 = 0,1676m = 16,76cm Fazendo um média nas espessuras das lajes, vamos estimar uma laje treliçada com altura final de 16cm, com treliça de 12cm TR12645 13 1.2 - Carregamento nas Lajes Para Calcular a carga na laje, temos: ● Peso Próprio da Laje Treliçada LT16 (12 + 04) = 233 kgf/m² ● Contra Piso = 100kgf/m² ● Revestimento do Piso = 50kgf/m² (piso de pedra com 2cm de espessura) ● Alvenaria sobre laje - 0,15m de espessura e 3,00m de altura Peso específico alvenaria de tijolo furado revestido = 1300kgf/m³ Carga Alvenaria = Peso alvenaria/área laje (eixo da viga - vão teórico) = Vol. alvenaria x Peso específico alv./ área da laje = (Compr. linear x espessura x altura) x Peso esp. alv. / área da laje ● Carga Acidental (NBR 6120) Dormitório/sala/cozinha/banheiro = 150kgf/m² Laje 1 Figura 3: Laje 1, detalhe paredes de alvenaria Área da Laje 1 = 5,75 x 3,58 = 20,585m² Qlaje1 = PP + CP + RP + CAlv + CAci PP = 233kgf/m² CP = 100kgf/m² RP = 50kgf/m² CAlv = [( 2,5 + 3,25)x 0,15 x 3] x 1300 / 20,585 CAlv = 163,40 kgf/m² CAci = 150kgf/m² Qlaje 1 = 233 + 100 + 50 + 163,40 + 150 = 696,4 kgf/m² 14 Laje 2 Figura 4: Laje 2 Área da Laje2 = 1,39 x 2,1 = 2,919m² Qlaje 2 = PP + CP + RP + CAlv + CAci Qlaje 2 = 233 + 100 + 50 + 0 + 150 = 533 kgf/m² Laje 3 Figura 5: Laje 3, detalhe paredes de alvenaria Área da Laje3 = 4,58 x 4,20 = 19,236m² Qlaje 3 = PP + CP + RP+ CAlv + CAci Qlaje 3 = 233 + 100 + 50 + [(2,22 x 0,15 x 3) x 1300 /19,09] + 150 Qlaje 3 = 233 + 100 + 50 + 68,03 + 150 = 601,03 kgf/m² 15 1.3 - Reação das Lajes nas Vigas Assumindo o uso da laje nervurada, e a direção das nervuras na direção do menor vão na laje 1, 2 e 3, temos : *Nas vigas que em que as nervuras das lajes não serão apoiadas(V1,V3,V5 e V8), vamos estimar a Reação da Laje como 100 kgf/m Figura 6: Diagrama de áreas de influência de lajes em cada viga. A reação da laje é dada por : R.Vn = (QLaje x AVn)/ 𝒍𝒍Vn Onde: R.Vn = Reação da Laje QLaje = Carga total da Laje AVn = Área de influência da Laje nas vigas 𝒍Vn = Vão da Viga Tabela 1 : Cálculo da Reação das Lajes nas Vigas Qlaje Área de Influência (AVn) Vão da Viga(𝒍Vn) R.Vn R.V1 X X X 100 kgf/m R.V2 696,4 kgf/m² 10,29 m² 5,75m 1246,25 kgf/m R.V3 X X X 100 kgf/m R.V4 696,4 kgf/m² 10,29 m² 5,75m 1246,25 kgf/m R.V4 533 kgf/m² 1,46 m² 2,1m 370,56 kgf/m 16 R.V4T=1616,81 kgf/m R.V5 X X X 100 kgf/m R.V6a 533 kgf/m² 1,46 m² 2,1m 370,56 kgf/m R.V6b 601,03 kgf/m² 9,66m² 4,58m 1267,67 R.V6T = 1638,23 kgf/m R.V7 601,03 kgf/m² 9,66m² 4,58m 1267,67 kgf/m R.V8 X X X 100 kgf/m 2 - VIGAS 2.1 - Pré - Dimensionamento da Viga *Como ainda não sabemos suas dimensões, e precisamos estimar um peso próprio, usaremos todas as bases das vigas com 15 cm, e as alturas das vigas corresponderam a 10% do vão. Tabela 2 : Área Preliminar da Seção das Vigas base altura Área Seção (b x h) V1 0,15m 10% 𝒍V1 = 0,358m 0,0537m² V2 0,15m 10% 𝒍V2 = 0,575m 0,0862m² V3 0,15m 10% 𝒍V3 = 0,42 m 0,063m² V4 0,15m 10% 𝒍V4 = 0,575m 0,0862m² V5 0,15m 10% 𝒍V5 = 0,139m -> 0,25m (viga retangular) 0,0375m² V6 0,15m 10% 𝒍V6 = 0,67 m 0,1005m² V7 0,15m 10% 𝒍V7 = 0,458m 0,0687m² V8 0,15m 10% 𝒍V8 = 0,42 m 0,063m² Para calcular a carga nas vigas temos: Q.Vn = PP + CAlv + R.Vn + C.E. Onde: 17 ● PP = Peso Próprio = Aseção x Peso esp. concreto armado (2500 kgf/m³) ● CAlv = Carga Alvenaria sobre viga - 0,15m de espessura e 3,0m de altura Peso específico alvenaria de tijolo furado revestido = 1300kgf/m³ Carga Alvenaria = Peso alvenaria/comprimento viga (eixo da viga - vão teórico) = Área alvenaria x Peso específico alv = (espessura x altura) x Peso esp. alv. ● R.Vn = Reação da Laje = (QLaje x AVn)/ 𝒍Vn ● C.E. = Carga Extra - Nesse caso, a carga extra corresponderia a alguma estrutura eventualmente apoiada em outra, representada na imagem abaixo, V5 apoiado em V6a e V4, e V4 apoiado em P1 e V3. Figura 7: Planta mostrando as cargas extras destacadas nos círculos vermelhos. Tabela 3 : Cálculo da Carga das Vigas Peso Próprio = Aseção x P.e.conc Carga Alvenaria = e x H x P.esp.alv Reação Laje R.Vn Carga Extra Somatório das cargas (Q.Vn) Q.V1 134,25 kgf/m 585 kgf/m 100 kgf/m x 819,25 kgf/m Q.V2 215,5 kgf/m 585 kgf/m 1246,25 kgf/m x 2046,75 kgf/m Q.V3 157,5 kgf/m 585 kgf/m 100 kgf/m V4/2 = 1403,34 2245,84 kgf/m 18 kgf/m Q.V4 215,5 kgf/m 585 kgf/m 1616,81 kgf/m V5/2= 389,37 kgf/m 2806,68 kgf/m Q.V5 93,75 kgf/m 585 kgf/m 100 kgf/m x 778,75kgf/m Q.V6 251,25 kgf/m 585 kgf/m 1638,23 kgf/m V5/2= 389,37 kgf/m 2863,85 kgf/m Q.V7 171,75 kgf/m 585 kgf/m 1267,67 kgf/m x 2024,42 kgf/m Q.V8 157,5 kgf/m 585 kgf/m 100 kgf/m x 842,5 kgf/m 2.2 - Cálculo do Momento da Viga Viga Biapoiada ( V1, V2, V3, V4, V5, V6B, V7, V8)Q.Vn = Carga na viga kgf/m x m² = kgf.m L.Vn = vão da viga 1M = 8 (Q.V n × L.V n²) Viga sujeita a carga pontual (V3, V4, V6A) QP= carga pontual a = lado menor b = lado maior L = vão da viga (L = b + a) 2M = L (QP × a × b) Viga em Balanço (V6A) 3M = 2 (Q.V n × L.V n²) Tabela 4 : Cálculo do Momento das Vigas Tipo de Momento Carga na viga (Q.Vn) Vão da Viga (𝒍Vn) Soma dos Momentos (MVn) M1V1 819,25 kgf/m 2,1m 451,61 kgf.m 19 M1V2 2046,75 kgf/m 5,75m 8458,83 kgf.m M1V3+ M2V3 2245,84 kgf/m 4,2 m 4952,07 kgf.m + 1295,68 kgf.m = 6247,75 kgf.m M1V4 + M2V4 2806,68 kgf/m 5,75m 11599,48 kgf.m + 520,69 kgf.m = 12120,17 kgf.m M1V5 778,75kgf/m 1,39m 188,07 kgf.m M2V6A + M3V6A+ M1V6B 2863,85 kgf/m 2,1m + 4,6m= 6,7m 389,37 kgf.m + 6314,78 kgf.m + 7574,88 kgf.m = 14279,03 kgf.m M1V7 2024,42 kgf/m 4,58m 5308,13 kgf.m M1V8 842,5 kgf/m 4,20m 1857,71 kgf.m Estimativa altura da viga (h): h = √ b.σ6.M b = base da viga h = altura da viga M = momento da viga tensão do concreto fck σ = : Usando = 35 MPa = 35 x 10^6 Paσ 1 Pa = 0.101972 kgf/m² -> = 3569006 kgf/m² / 1.4 (coeficiente de segurança) =σ 2549290 kgf/m² σ = Tabela 5 : Cálculo das alturas (h) das Vigas Momento (MVn) (*1.4) base (b) hVn hV1 632,25 kgf.m 0,15m 0,0996m hV2 11841,2 kgf.m 0,15m 0,4310m hV3 8746,85 kgf.m 0,15m 0,3704m hV4 16968,23 kgf.m 0,15m 0,5159m hV5 263,29 kgf.m 0,15m 0,0642m hV6 19990,64 kgf.m 0,15m 0,5600m 20 hV7 7431,38 kgf.m 0,15m 0,3414m hV8 2600,79 kgf.m 0,15m 0,2020m Vamos estimar dois tipos de vigas - para cargas menores (V1, V5, V8), com base 15cm e altura 20cm, e para cargas médias (V3 e V7), com base 15cm, e altura de 35 cm. Agora Vamos recalcular as vigas V2, V4 e V6: Tabela 6 : Reajuste das Dimensões das Vigas Momento (MVn) (*1.4) base (b) hVn hV2 11841,2 kgf.m 0,25m 0,3338m hV4 16968,23 kgf.m 0,25m 0,3996m hV6 19990,64 kgf.m 0,25m 0,4338 Vamos estimar as vigas para cargas maiores com 25cm de base e 45cm de altura. 3 - PILARES 3.1 - Carregamento dos Pilares Vamos usar o método das áreas de influência (mediatrizes): Figura 8 : Diagrama com as áreas de influência das lajes nos pilares. 21 Tabela 7 : Área de Influência das Lajes nos pilares Pilar (Pn) Área de Influência (Apn) P1 5,15m² P2 5,15m² P3 11,79m² P4 11,04m² P5 4,82m² P6 4,82m² Para calcularmos a carga no pilar para 1 pavimento temos : p Qpvto x Ap Q = Qpvto = carga total por área do pavimento-tipo Ap = área de influência do pilar Qp = carga no pilar para 1 pavto. Vamos assumir que a carga total por área do pavimento tipo será a soma das cargas das lajes calculadas no item 1.2 : Qlaje1 + Qlaje2 + Qlaje3 = Qpvto 696,4 kgf/m² + 533 kgf/m² + 601,03 kgf/m² = 1830,43 kgf/m² Tabela 8 : Cálculo da Carga no Pilar Pilar (Pn) Área de Influência (Apn) Carga no Pilar (Qpn) P1 5,15m² 9426,71 kgf P2 5,15m² 9426,71 kgf P3 11,79m² 21580,76 kgf P4 11,04m² 20207,94 kgf P5 4,82m² 8822,67 kgf P6 4,82m² 8822,67 kgf 22 Para calcularmos a carga total no pilar temos : pt Qp x n Q = Qpt = carga total no pilar Qp = carga no pilar para 1 pavto. n = número de pavimentos Considerando o pilar que recebe a maior carga (térreo), consideramos n = 16. Tabela 9 : Cálculo da Carga Total no Pilar Pilar (Pn) Carga no Pilar (Qpn) Carga Total no Pilar (Qptn) P1 9426,71 kgf 150827,36 kgf P2 9426,71 kgf 150827,36 kgf P3 21580,76 kgf 345292,16 kgf P4 20207,94 kgf 323327,04 kgf P5 8822,67 kgf 141162,76 kgf P6 8822,67 kgf 141162,76 kgf 3.2 - Pré-dimensionamento dos Pilares Agora, podemos estimar a área da seção transversal do pilar : σ = A Qpt Onde: / Adotaremos : 2549290 kgf/m²tensão do concreto fck σ = : σ = Qpt = carga total no pilar A = área da seção do pilar Tabela 10 : Cálculo da área da seção transversal do Pilar Pilar (Pn) Carga Total no Pilar (Qptn) Área da seção do pilar P1 150827,36 kgf 0,0591m² P2 150827,36 kgf 0,0591m² 23 P3 345292,16 kgf 0,1354m² P4 323327,04 kgf 0,1268m² P5 141162,76 kgf 0,0553m² P6 141162,76 kgf 0,0553m² Para estimar as dimensões dos pilares, vamos assumir um valor de 25cm para a base dos pilares (menor dimensão): A = b x h b = base do pilar h = altura do pilar Tabela 11 : Cálculo da altura do pilar Pilar (Pn) Área da seção do pilar Base (b) Altura (h) P1 0,0591m² 0,25m 0,2364m P2 0,0591m² 0,25m 0,2364m P3 0,1354m² 0,25m 0,5416m P4 0,1268m² 0,25m 0,5072m P5 0,0553m² 0,25m 0,2212m P6 0,0553m² 0,25m 0,2212m Vamos estimar dois tipos de pilares, os menores, 25 x 25cm ( P1, P2, P5 e P6), e os maiores com 25 x 55 cm ( P3 e P4 ). No anexo a seguir se encontra os desenhos auxiliares : planta baixa e tabela de esquadrias, planta de estrutura e tabela com dimensões de vigas e pilares, dois cortes evidenciando a estrutura proposta. 24
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