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APOSTILA DIMENSIONAMENTO PREDIO 4 ANDARES

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CURSO DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL
Prof. LEONARDO DE SOUZA BASTOS 1
DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL
DE UMA
EDIFICAÇÃO DE 4 ANDARES
RIO DE JANEIRO – 2016
PROF. LEONARDO BASTOS (lbastosjdf@hotmail.com)
http://lbastosjdf.wixsite.com/engenharia
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INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem como objetivo apresentar de forma simples e prática o
dimensionamento de uma edificação de concreto armado de 4 andares, revisando
conceitualmente todas as Teorias das Estruturas necessárias para este dimensionamento
e apresentando tabelas que auxiliem tais cálculos, de acordo com a atual NBR-118:2014.
A edificação que será dimensionada é um edifício de 4 andares, composto de dois
apartamentos por andar. A planta de arquitetura está ilustrada na Fig (1).
1- LANÇAMENTO DA ESTRUTURA
Ao iniciar um projeto estrutural a primeira tarefa a se fazer é escolher o modelo
estrutural adotado:
• Estrutura convencional: lajes maciças  vigas pilares
• Lajes cogumelos: Lajes pilares
• Lajes nervuradas
• Outros tipos (protendido, pré-moldados, lajes pré-fabricadas, etc.)
Nem sempre é fácil definir qual o melhor tipo de solução para o projeto, pois vários
fatores podem influenciar: vãos necessários, tipo de arquitetura, custos, mão de obra
disponível, localidade, tecnologia disponível, etc. Às vezes, é necessário realizar estudos
envolvendo duas ou mais soluções e verificar qual terá o melhor custo / benefício.
No estudo presente, será adotado a estrutura convencional, isto é, lajes maciças
apoiando-se nas vigas, que se apoiam nos pilares.
Inicialmente é lançada sobre a planta os pilares, buscando a menor interferência
possível na arquitetura. Não posicionando os elementos estruturais nos locais de
aberturas (portas e janelas), nem no meio dos vãos. Esse lançamento nem sempre é
simples, principalmente quando existem variações de plantas entre os diversos andares
(térreo, andar de garagem, pavimentos destinados a lazer, pavimentos tipo, cobertura,
etc). Pode ser necessário em determinados casos a utilização de transições e outras
soluções para atender a arquitetura da edificação. Quando há um caso extremo de
interferência, que não é possível achar uma solução viável, recorre-se ainda a
possibilidade de entrar em contato com o arquiteto e tentar compatibilizar o projeto,
realizando alterações arquitetônicas que sejam possíveis.
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Para lançamento da estrutura é usual trabalhar com programas de CAD,
sobrepondo todas as plantas e verificando a interferência da estrutura (pilares) em todos
os andares. Neste caso, podemos colocar cada planta em um layer diferente, ligando e
desligando cada andar separadamente.
Recentemente, os programas em BIM, facilitaram em muito o lançamento e estudo
das estruturas, onde arquitetura e estrutura podem ser facilmente visualizadas, tanto em
2D quanto em 3D, e feitas as alterações necessárias em ambos projetos. Um desses
programas é o REVIT, da AUTODESK. Neste estudo, a estrutura foi lançada e estudada
com o auxílio deste programa.
Nesta etapa do projeto é ideal certa experiência do projetista estrutural, para prever
as dimensões dos elementos estruturais. Porém, é essencial ter em mente as dimensões
mínimas dos elementos estruturais definidos pelas normas.
A NBR-6118:2014 define que nenhum pilar ou pilar parede,
independentemente de sua forma, pode apresentar dimensão menor que 19 cm.
Em casos especiais, permite-se a consideração de dimensões mínimas entre 14cm
e 19 cm, desde que os esforços solicitantes no dimensionamento destes pilares sejam
majorados por um coeficiente adicional. (Ver Tab13.1 da NBR-6118:2014).
No projeto exemplo deste curso, iremos adotar a menor dimensão igual a 20 cm,
não sendo necessário, portanto usar nenhum coeficiente adicional de majoração dos
esforços. A fim de facilitar a montagem e execução da estrutura, todos os pilares serão
lançados com uma seção igual a 20x40cm. Na etapa de dimensionamento destes pilares
será verificada a necessidade de ajustes, para mais ou para menos, das seções dos
mesmos.
Pode-se perceber que os pilares P4 e P5 tiveram suas seções alteradas para
20x50 cm, assim eles terão dimensões suficientes para apoiar as vigas que nele chegam
não alinhadas.
Na Figura 1, é mostrado a planta de arquitetura do pavimento tipo, e ao lado o
lançamento dos pilares sobrepostos a essa arquitetura, onde é possível observar que
nenhum pilar está interferindo nas passagens nem prejudicando as esquadrias.
Para o lançamento das vigas, também se faz necessário rever as dimensões
mínimas estabelecidas por norma. A NBR-6118:2014 estabelece que nenhuma viga
pode apresentar largura menor que 12 cm. Um valor mínimo absoluto de 10 cm pode
ser usado em caso excepcional, porém será obrigatório seguir algumas condições em
relação as armaduras e quanto ao lançamento e vibração do concreto.
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Para estimar a altura das vigas é usual adotar inicialmente uma razão de 10% do
vão, respeitando uma altura mínima de 25 cm. É muito importante verificar o pé direito do
pavimento e as alturas das janelas e portas, definidas na arquitetura, afim de garantir que
a altura adotada da viga não interfira nas esquadrias da edificação.
No presente projeto será adotado inicialmente todas as vigas com 15x40cm. Na
etapa do dimensionamento e verificação das mesmas poderemos rever essas medidas
conforme necessário. As vigas de bordo das varandas terão seções iguais a 12x30cm,
com finalidade somente de dar acabamento ao rebaixo necessário para esconder as
tubulações e caixas de passagens existentes.
As vigas irão naturalmente definir os limites de nossas lajes neste projeto. Neste
caso optamos pela utilização das lajes maciças, mas a opção de lajes pré-fabricadas
poderia ser também indicada.
As lajes, igualmente as vigas e pilares, possuem espessuras mínimas que devem
ser respeitadas. A NBR-6118:2014 estabelece os seguintes limites mínimos para as lajes
maciças não protendidas:
a) 7 cm para cobertura não em balanço;
b) 8 cm para lajes de piso não em balanço;
c) 10 cm para lajes em balanço;
d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN;
e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN;
Obs: Para lajes protendidas e lajes cogumelos ver limites no item 13.2.4.1 da referida
norma.
No projeto em estudo, poderíamos iniciar com 8 cm de espessura, calcular as
flechas e as armações e verificar se atenderiam. Porém, além da espessura ficar no limite
normativo existe também a questão da acústica, uma laje de 8 cm isola muito pouco
acusticamente os pavimentos. Vamos, portanto, escolher inicialmente uma espessura
igual a 10 cm para todas as lajes, inclusive a laje das varandas em balanço.
Resta também definir o concreto a ser utilizado na obra. Para esse estudo vamos
adotar um concreto com fck=25MPa. No decorrer do curso iremos estudar classe de
agressividade e cobrimentos, onde iremos verificar que o uso de um concreto classe C25
atende as exigências mínimas estabelecidas por norma.
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a) Planta de arquitetura pav tipo b) Locação dos pilares
Figura 1 – Planta de arquitetura e lançamento dos pilares
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a) Planta de forma pavimento tipo b) Corte A – pavimentos tipos
Figura 2 – Plantas pavimentos tipos
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Figura 3 - Corte longitudinal da estrutura
Figura 4 - Perspectiva da estrutura
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