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Dimensionamento de Edifício em concreto armado Concepção de projeto Pré-dimensionamento Dimensionamento Detalhamento Eng. Civil Felipe Rodrigues Sumário 1- Considerações iniciais ..................................................................................................................... 1 2- Sequência de elaboração e procedimentos de cálculos ................................................................. 1 2.1- Critérios de projeto: ..................................................................................................................... 1 2.2- Concepção estrutural: .................................................................................................................. 1 2.3- Dimensionamento das lajes: ........................................................................................................ 1 2.4- Dimensionamento das vigas: ....................................................................................................... 1 2.5- Dimensionamento de Pilares: ...................................................................................................... 1 3- Elementos estruturais ..................................................................................................................... 2 3.1- Elementos lineares: ...................................................................................................................... 2 3.2- Elementos bidimensionais: .......................................................................................................... 2 3.2.1- Placas .................................................................................................................................... 3 3.2.2- Chapas ................................................................................................................................... 3 3.2.3- Cascas (abóbodas ou cúpulas) .............................................................................................. 3 3.2.4- Abóboda: ............................................................................................................................... 3 3.2.5- Cúpula: .................................................................................................................................. 3 3.3- Elementos tridimensionais:...................................................................................................... 4 4- Principais elementos estruturais em uma edificação em concreto armado. ................................. 4 4.1- Lajes ............................................................................................................................................. 4 4.2- TIPOS: ........................................................................................................................................... 5 4.3- PROCESSO DE PRODUÇÃO: .......................................................................................................... 5 4.3.1- Lajes maciças ......................................................................................................................... 5 4.3.2- Lajes nervuradas: .................................................................................................................. 6 4.3.3- Lajes cogumelo:..................................................................................................................... 7 4.3.4- Lajes pré-fabricadas .............................................................................................................. 8 4.3.5- Painéis alveolares ................................................................................................................ 10 5- Vigas .............................................................................................................................................. 11 6- Pilares ............................................................................................................................................ 14 7- Escadas .......................................................................................................................................... 16 8- Conceitos de projeto das estruturas de concreto ......................................................................... 17 8.1- Requisitos gerais de qualidade .................................................................................................. 17 8.2- Requisitos de qualidade do projeto ........................................................................................... 17 8.3- Condições impostas ao projeto .................................................................................................. 18 8.4- Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto .......................................................... 18 8.5- Deterioração do concreto .......................................................................................................... 18 8.6- Deterioração da armadura ......................................................................................................... 19 9- Critérios de projeto ....................................................................................................................... 20 9.1- Classe de agressividade .............................................................................................................. 20 9.2- Qualidade do concreto ............................................................................................................... 21 9.3- Cobrimento ................................................................................................................................ 22 10- Ações nas estruturas de concreto armado ............................................................................... 23 10.1- Ações Permanentes Diretas ..................................................................................................... 23 10.2- Ações Permanentes Indiretas .................................................................................................. 23 10.3- Ações variáveis diretas ............................................................................................................. 23 10.4- Ações variáveis indiretas .......................................................................................................... 23 10.5- Ações excepcionais .................................................................................................................. 23 10.6- Coeficiente de ponderação ...................................................................................................... 24 11- O projeto! .................................................................................................................................. 24 11.1- Como fazer a distribuição dos elementos estruturais em nossa edificação! .......................... 25 11.1.1- Pilares: ............................................................................................................................... 25 11.1.2- Vigas: ................................................................................................................................. 25 11.1.3- Lajes: ................................................................................................................................. 26 11.2- Numeração dos elementos ...................................................................................................... 26 12- Pré-dimensionamento das lajes maciças: ................................................................................. 28 12.1- Pré-dimensionamento das espessuras (Equações) .................................................................. 30 12.2- Pré-dimensionamento dasespessuras – Mãos à obra! ........................................................... 30 12.2.1- L201=L202=L221=L222 (Laje da sacada) ........................................................................... 30 12.2.2- L203=L204=L219=L220 ...................................................................................................... 31 12.2.3- L205=L208=L214=L217 ...................................................................................................... 31 12.2.4- L206=L207=L215=L216 ...................................................................................................... 32 12.2.5- L209=L211=L213=L218 ...................................................................................................... 32 12.2.6- L210 (única) ....................................................................................................................... 33 12.2.7- L212 (única) ....................................................................................................................... 33 13- Carga nas lajes ........................................................................................................................... 36 13.1- Laje 201 .................................................................................................................................... 37 13.2- Laje 203 .................................................................................................................................... 37 13.3- Laje 205 .................................................................................................................................... 38 13.4- Laje 206 .................................................................................................................................... 38 13.5- Laje 209 .................................................................................................................................... 39 13.6- Laje 210 .................................................................................................................................... 39 13.7- Laje 212 ................................................................................................................................... 40 14- Reações nas lajes ....................................................................................................................... 41 14.1- Planta de reações nas lajes ...................................................................................................... 52 15- Equilíbrio de momentos (Método simplificado de forma empírica)......................................... 54 15.1- Momento negativo .................................................................................................................. 54 15.2- Momento positivo .................................................................................................................... 54 15.3- Equilíbrio das lajes 203/205/206 ............................................................................................. 55 15.4- Equilíbrio das lajes 209/205/206 ............................................................................................. 56 15.5- Equilíbrio das lajes 219/213/209/203 ...................................................................................... 57 15.6- Equilíbrio das lajes 221/214/205/201 ...................................................................................... 58 15.7- Taxas mínimas de armadura (𝝆𝒎𝒊𝒏) segundo a NBR 6118 .................................................... 58 16- Dimensionamento das armaduras ............................................................................................ 59 16.1- Roteiro de cálculo lajes 203/205/206 ...................................................................................... 60 16.2- Roteiro de cálculo lajes 209/205/206 ...................................................................................... 61 16.3- Roteiro de cálculo Lajes 219/213/209/203 .............................................................................. 62 16.4- Roteiro de cálculo Lajes 221/214/205/203 .............................................................................. 63 17- Verificações do estado limite de serviço (ELS) .......................................................................... 64 17.1- Deslocamento vertical ............................................................................................................. 66 17.1.1- Deslocamento vertical da laje 201 .................................................................................... 67 17.1.2- Deslocamento vertical da laje 203 .................................................................................... 67 17.1.3- Deslocamento vertical da laje 205 .................................................................................... 67 17.1.4- Deslocamento vertical da laje 206 .................................................................................... 67 17.1.5- Deslocamento vertical da laje 209 .................................................................................... 67 17.2- Abertura de fissuras: Laje 219 ................................................................................................. 68 17.3- Verificação da cortante: L219 .................................................................................................. 69 17.4- Armadura perimetral ............................................................................................................... 69 18- Cargas dinâmicas ....................................................................................................................... 70 19- Cargas devido ao vento ............................................................................................................. 71 20- Valor característico do vento para nossa edificação................................................................. 74 21- Coeficiente Gama Z ................................................................................................................... 75 21.1- Estruturas de nós Fixos: ........................................................................................................... 75 21.2- Estrutura de nós flexíveis: ........................................................................................................ 75 22- Cálculos das cargas atuantes nos pórticos planos .................................................................... 76 23- Vigas de concreto armado ........................................................................................................ 80 23.1- Esquema estático ..................................................................................................................... 81 23.2- Definição das seções da viga (Retangular ou T) ....................................................................... 81 24- Dimensionamento das armadura de flexão (positivas e negativas) ......................................... 82 24.1- O processo e roteiro de cálculo: .............................................................................................. 83 24.2-Dimensionamento de armaduras duplas .................................................................................. 84 24.3- Armadura de flexão em várias camadas .................................................................................. 85 24.3.1- Erros aceitáveis método do centroide .............................................................................. 85 25- Dimensionamento ao cisalhamento ......................................................................................... 86 25.1- Armadura mínima (cisalhamento) segundo NBR 6118: ...........................................................87 25.2- Espaçamento longitudinal máximo: ......................................................................................... 87 26- Roteiro de cálculo das vigas ............................................................................................................ 89 26.1- Viga 201 .................................................................................................................................... 89 26.2- Viga 203 .................................................................................................................................... 90 26.3- Viga 204 .................................................................................................................................... 91 26.4- Viga 206 .................................................................................................................................... 92 26.5- Viga 207 .................................................................................................................................... 93 26.6- Viga 208 .................................................................................................................................... 94 26.7- Viga 210 .................................................................................................................................... 95 26.8- Viga 213 .................................................................................................................................... 96 26.9- Viga 218 .................................................................................................................................... 97 26.10- Viga 219 .................................................................................................................................. 98 26.11- Viga 220 .................................................................................................................................. 99 26.12- Viga 221 ................................................................................................................................ 100 ............................................................................................................................................................. 101 26.13- Viga 222 ................................................................................................................................ 101 27- Comprimento de ancoragem e decalagem dos diagramas .......................................................... 102 27.1- Cálculo do comprimento de ancoragem ................................................................................ 102 28- Detalhamento das armaduras ...................................................................................................... 103 28.1 – Detalhamento da armadura viga 201................................................................................... 103 28.2 – Detalhamento da armadura viga 203................................................................................... 104 29- Pilares de concreto armado .................................................................................................... 105 30- Esforços nos pilares ................................................................................................................. 105 30.1- Compressão Simples .............................................................................................................. 106 30.2- Flexão Composta .................................................................................................................... 106 30.3- Flambagem ............................................................................................................................. 107 30.3.1- Índice de esbeltez ........................................................................................................... 107 31- NOÇÕES DE CONTRAVENTAMENTO DE ESTRUTURAS ............................................................ 109 31.1- Estruturas de Nós Fixos e Móveis .......................................................................................... 110 31.2- Estruturas de nós móveis ....................................................................................................... 111 31.3- Elementos Isolados ................................................................................................................ 112 32- EXCENTRICIDADES ................................................................................................................... 113 32.1- Excentricidade de 1a Ordem .................................................................................................. 113 32.2- Excentricidade Acidental ........................................................................................................ 113 32.3- Excentricidade de 2a Ordem .................................................................................................. 114 32.4- Excentricidade Devida à Fluência ........................................................................................... 116 33- Método do Pilar-Padrão com Curvatura Aproximada ............................................................ 116 34- Método do Pilar-Padrão com Rigidez k Aproximada .............................................................. 119 35- SITUAÇÕES BÁSICAS DE PROJETO ........................................................................................... 120 35.1- Pilar Intermediário ................................................................................................................. 120 35.2- Pilar de Extremidade .............................................................................................................. 120 35.3- Pilar de Canto ......................................................................................................................... 121 35.4- RELAÇÃO ENTRE A DIMENSÃO MÍNIMA E O COEFICIENTE DE PONDERAÇÃO ...................... 121 36- Cargas nos pilares .................................................................................................................... 122 37- Cálculo dos pilares ................................................................................................................... 123 37.1- Cálculo do Pilar P15 ................................................................................................................ 123 37.2 - Cálculo Pilar 4 – Pilar de extremidade .................................................................................. 128 37.3- Cálculo Pilar 1 ......................................................................................................................... 132 38- Armadura transversal .............................................................................................................. 137 38.1 -Proteção contra flambagem .................................................................................................. 137 39- Detalhamento das armaduras ................................................................................................. 138 39.1- Detalhamento Pilar 15 (1º Lance) .......................................................................................... 138 39.2- Detalhamento Pilar 4 (1º Lance) ............................................................................................ 139 39.3- Detalhamento Pilar 1 (1º Lance) ............................................................................................ 140 40- Dimensionamento das escadas ............................................................................................... 150 40.1- Dimensionamento lance 2 .....................................................................................................151 40.2- Dimensionamento lance 1 ..................................................................................................... 152 41- Dimensionamento da viga inclinada: ...................................................................................... 154 42- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................... 157 Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 1 1- Considerações iniciais Com objetivo de esclarecer e nortear os engenheiros e projetistas na área de cálculo estrutural, neste conteúdo abordaremos os principais métodos de dimensionamento de estruturas (Concreto armado), métodos esses baseados nas principais normativas em curso no país. Neste curso abordaremos a concepção do projeto, onde através de um estudo sobre uma planta de arquitetura, iremos realizar a distribuição dos elementos estruturais que irão integrar o edifício, todos os passos deste curso seguirá a sequência mais lógica no tratar o dimensionamento, facilitando o entendimento e refinando os procedimentos de cálculos para os trabalhos futuros de nossos leitores. Com a escassez de informação na área, temos total ciência da importância que este conteúdo fará na carreira de cada um, e por isso faremos o melhor possível para alcançar e quem sabe superar as expectativas de todos que acompanharem nosso trabalho! 2- Sequência de elaboração e procedimentos de cálculos Neste trabalho seguiremos esta sequência de elaboração: 2.1- Critérios de projeto: -Classe de agressividade do ambiente -Resistencia dos materiais que serão utilizados na edificação -Características desses materiais 2.2- Concepção estrutural: -Distribuição dos elementos estruturais que irão compor o edifício, tais como pilares, vigas e lajes 2.3- Dimensionamento das lajes: -Pré-dimensionamento das espessuras -Cargas nas lajes -Esforços solicitantes -Dimensionamento no estado limite último (ELU) -Verificações no estado limite de serviço (ELS) 2.4- Dimensionamento das vigas: -Levantamento das cargas -Esquema estático -Inércia da seção -Dimensionamento das armaduras longitudinais -Dimensionamento das armaduras transversais 2.5- Dimensionamento de Pilares: -Cargas nos pilares -Dimensionamento pilares de carga centrada -Dimensionamento de pilares de canto -Dimensionamento de pilares de extremidade Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 2 3- Elementos estruturais 3.1- Elementos lineares: Aqueles que têm a espessura da mesma ordem de grandeza da altura, mas ambas muito menores que o comprimento. São as “barras” (vigas, pilares, etc.). 3.2- Elementos bidimensionais: Aqueles onde duas dimensões, o comprimento e a largura, são da mesma ordem de grandeza e muito maiores que a terceira dimensão (espessura). São os elementos de superfície (lajes, as paredes de reservatórios, etc.) Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 3 3.2.1- Placas - superfícies que recebem o carregamento perpendicular ao seu plano (lajes). 3.2.2- Chapas - tem o carregamento contido neste plano (viga-parede) 3.2.3- Cascas (abóbodas ou cúpulas) Quando a superfície é curva 3.2.4- Abóboda: Casca cilíndrica sujeita principalmente a esforços normais de compressão. 3.2.5- Cúpula: Casca de dupla curvatura sujeita a principalmente a esforços de compressão Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 4 3.3- Elementos tridimensionais: Aqueles onde as três dimensões têm a mesma ordem de grandeza. São os elementos de volume (blocos, sapatas de fundação, consolos e etc.). 4- Principais elementos estruturais em uma edificação em concreto armado. 4.1- Lajes São elementos planos que recebem a maior parte das ações (cargas) aplicadas numa construção. As ações, comumente perpendiculares ao plano da laje, podem ser: distribuídas na área, distribuídas linearmente e forças concentradas. As ações são transferidas para as vigas de apoio nos bordos da laje. Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 5 4.2- TIPOS: - Maciças - Nervuradas - Cogumelo 4.3- PROCESSO DE PRODUÇÃO: - Moldada in loco - Pré-moldadas 4.3.1- Lajes maciças As lajes maciças têm espessuras de 7 cm a 15 cm. São comuns em edifícios e construções de grande porte (escolas, indústrias, hospitais, pontes, etc.). Geralmente não são aplicadas em construções de pequeno porte (casas, sobrados, galpões, etc.). Lajes maciças - Execução Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 6 4.3.2- Lajes nervuradas: “Lajes nervuradas são as lajes moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração para momentos positivos está localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado material inerte” Laje nervurada Laje nervurada execução Laje nervurada concretagem Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 7 4.3.3- Lajes cogumelo: Lajes cogumelo são lajes apoiadas diretamente em pilares com capitéis. Lajes lisas são as apoiadas nos pilares sem capitéis. Lajes lisa e cogumelo - também chamadas lajes sem vigas. Esquema laje lisa e laje cogumelo Laje cogumelo mista com nervurada Esquemática laje cogumelo e tipos de capiteis mais usuais Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 8 4.3.4- Lajes pré-fabricadas Apresentam bom custo e bom comportamento estrutural e facilidade de execução. São comumente aplicadas em construções residenciais de pequeno porte e edifícios de baixa altura. Laje pré-fabricada – execução Vigota treliçada Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 9 Vigota “T” simplesmente armada Vigota “T” protendida Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 10 4.3.5- Painéis alveolares Painéis alveolares - largamente utilizadas nas construções de concreto pré-moldado. Em geral são protendidas. Painel alveolar Painel alveolar - Montagem Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 11 5- Vigas São elementos lineares em que a flexão é preponderante. São elementos de barras, normalmente retas e horizontais. Recebem ações (cargas) das lajes, de outras vigas, de paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares, etc. A função é basicamente vencer vãos e transmitir as ações nelas atuantes para os apoios, geralmente os pilares. As ações (concentradas ou distribuídas) são geralmente perpendiculares ao seu eixo longitudinal. Mas podem receber forçasnormais de compressão ou de tração, na direção do eixo longitudinal. As vigas também fazem parte da estrutura de contraventamento, responsável por proporcionar a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e horizontais. Detalhe de viga Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 12 Obra de médio porte com viga moldada in-loco Obra de médio porte com vigas moldadas in-loco (detalhe de fôrmas) Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 13 Detalhe de fôrma viga baldrame Viga invertida com laje maciça Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 14 6- Pilares As ações são provenientes geralmente das vigas, bem como de lajes também. - São os elementos estruturais de maior importância nas estruturas, pois são responsáveis por receber e transferir as principais cargas até as fundações! (capacidade resistente dos edifícios e segurança). - Comumente fazem parte do sistema de contraventamento responsável por garantir a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e horizontais. Detalhe pilar Principais disposições de pilares presentes nas edificações Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 15 Detalhe de fôrma pilar Fôrma pilar de papelão Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 16 7- Escadas Elementos estruturais responsáveis pela mudança de nível de uma edificação pelos ocupantes, esses elementos tem a função de resistir aos esforços de peso próprio e utilização dos usuários, podem ser executadas de inúmeras formas, desde as mais comuns, retas de apenas um lance, até as mais complexas com vigas curvas e degraus suspensos! Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 17 8- Conceitos de projeto das estruturas de concreto Principais normas brasileiras para concreto: ABNT NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento ABNT NBR 9062 – Projeto de estruturas de concreto pré-moldado ABNT NBR 6120 – Cargas para cálculo de estruturas de edificação – Procedimentos ABNT NBR 8681 – Ações e segurança nas estruturas – Procedimentos ABNT NBR 12655 – Concreto de cimento Portland – Preparo, controle, recebimento e aceitação - Procedimento 8.1- Requisitos gerais de qualidade 1- Requisitos de qualidade da estrutura As estruturas de concreto devem atender a requisitos mínimos de qualidade, durante sua construção e serviço, e aos requisitos adicionais estabelecidos em conjunto entre o autor do projeto e o contratante. As estruturas de concreto devem obrigatoriamente apresentar: a) Capacidade Resistente: significa que a estrutura deve ter capacidade de suportar as ações previstas que ocorrerem na construção, com conveniente margem de segurança contra a ruína ou a ruptura; b) Desempenho em Serviço: consiste na capacidade da estrutura manter-se em condições plenas de utilização durante sua vida útil, não devendo apresentar danos que comprometam em parte ou totalmente o uso para o qual foi projetada. c) Durabilidade: consiste na capacidade da estrutura resistir às influências ambientais previstas e definidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e pelo contratante, no início dos trabalhos de elaboração do projeto. 8.2- Requisitos de qualidade do projeto - Qualidade da solução adotada A qualidade da solução adotada deve atender os requisitos de qualidade estabelecidos nas normas técnicas e considerar as condições arquitetônicas, funcionais, construtivas, de integração com os demais projetos (elétrico, hidráulico, ar-condicionado, etc.), e exigências particulares, como resistência a explosões, impacto, sismos, ou ainda relativas à estanqueidade e isolamento térmico e acústico. Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 18 8.3- Condições impostas ao projeto Restrições de normas, durabilidade e desempenho - Documentação da solução adotada O produto final do projeto estrutural é constituído por desenhos, especificações e critérios de projeto. O projeto estrutural deve proporcionar as informações necessárias para a execução da estrutura. Projetos complementares (escoramento e fôrmas) não fazem parte do projeto estrutural. - Avaliação de conformidade do projeto Deve ser realizada por profissional habilitado, independente e diferente do projetista, requerida e contratada pelo contratante e registrada em documento específico. A avaliação da conformidade do projeto deve ser realizada antes da fase de construção e, de preferência, simultaneamente com a fase de projeto. 8.4- Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço, durante o prazo correspondente à sua vida útil. Entende-se por vida útil de projeto o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto, sem intervenções significativas, desde que atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e pelo construtor, bem como de execução dos reparos necessários decorrentes de danos acidentais. O conceito de vida útil aplica-se à estrutura como um todo ou às suas partes. Dessa forma, determinadas partes das estruturas podem merecer consideração especial com valor de vida útil diferente do todo, como, por exemplo, aparelhos de apoio e juntas de dilatação. 8.5- Deterioração do concreto a) lixiviação: por ação de águas puras, carbônicas agressivas ou ácidas que dissolvem e carreiam os compostos hidratados da pasta de cimento. Para prevenir sua ocorrência, recomenda-se restringir a fissuração b) Expansão por sulfato: por ação de águas e solos que contenham ou estejam contaminados com sulfatos, dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de cimento hidratado. Para prevenir pode ser feito o uso de cimentos resistente a sulfatos c) Reação álcali-agregado: expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e agregados reativos. Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 19 8.6- Deterioração da armadura a) despassivação por carbonatação: por ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço da armadura b) despassivação por ação de cloretos: ruptura local da camada de passivação, causada pelo elevado teor de íon-cloro. A carbonatação no concreto é um dos principais agentes iniciadores da corrosão, provoca alteração na condição de equilíbrio da alta alcalinidade, havendo assim, redução generalizada do pH para valores menores que 10.5, ocasionando a susceptibilidade das armaduras (quebra da instabilidade química do filme de óxidos passivantes) no que tange a corrosão das armaduras. “As armaduras se encontram passivas em decorrência da elevada alcalinidade do concreto (pH da ordem de 12 a 13), que favorece a formação de um filme de óxidos submicroscópico passivante,compacto, resistente e aderente sobre a superfície da armadura, que inviabiliza o desenvolvimento da corrosão das armaduras no concreto armado”. A profundidade ou espessura de carbonatação avança progressivamente para o interior do concreto, formando uma “frente de carbonatação”, que separa duas zonas de pH muito distintas (13 e 8). Danos causados pela corrosão das armaduras por carbonatação causam expansão, fissuração, destacamentos do cobrimento, perda da aderência e redução significativa de seção da armadura, subtraindo o comportamento da vida em serviço da estrutura para qual foi projetada, elevando assim os custos de manutenção e reparo. O cobrimento da armadura é uma ação isolante, ou de barreira, sendo exercida pelo concreto interpondo-se entre o meio corrosivo e a armadura, principalmente em se tratando de um concreto bem dosado, pouco permeável, compacto e apresentando uma espessura adequada de cobrimento. Cnom C n o m Estribo Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 20 9- Critérios de projeto Antes de iniciarmos um projeto temos que nos ater a algumas considerações iniciais importantes, essas considerações irão nos acompanhar até o final desta empreitada e são de extrema valia para um bom desempenho e durabilidade da nossa edificação. 9.1- Classe de agressividade A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam nas estruturas, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de concreto. Nos projetos das estruturas correntes, a agressividade ambiental deve ser classificada de acordo com o apresentado na Tabela 1 e pode ser avaliada, simplificadamente, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes. De acordo com a NBR 6118-2014 temos de analisar a CLASSE DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL (CAA) Tabela 1 – Classe de agressividade ambiental Classe de agressividade Ambiental Classe de agressividade Ambiental Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Risco de deterioração da estrutura I FRACA Rural Insignificante Submersa II MODERADA Urbana (a,b) Pequeno III FORTE Marinha (a,b) Grande Industrial (a,b) IV MUITO FORTE Industrial (a,c) Elevado Respingos de maré a - Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). b - Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou igual a 65 %, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos ou regiões onde raramente chove. c - Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 21 9.2- Qualidade do concreto Com a definição da classe de agressividade ambiental podemos decidir o tipo de concreto empregado em nossa edificação, a modo de resistir aos esforços mecânicos e cumprir com requisitos de durabilidade estipulados pela norma vigente no país. Correspondência entre a classe de agressividade e a qualidade do concreto Concreto Tipo (b,c) Classe de agressividade (Tabela 1) I II III IV Relação água/cimento em massa CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 Classe de concreto CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40 (ABNT NBR 8953) CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40 a O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os requisitos estabelecidos na ABNT NBR 12655. b CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado. c CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido. Tabela 2 – Correspondência entre a classe de agressividade e a qualidade do concreto Na tabela acima podemos observar a relação entre a qualidade do concreto a agressividade do ambiente, com esses parâmetros é possível decidir a relação Água/cimento da mistura de amassamento, que estará ligada diretamente com a resistência do concreto escolhido para a nossa edificação. A relação água/cimento deve ser atendida, pois quanto maior o volume de água presente na mistura menor será a nossa resistência, esse parâmetro pode mudar significativamente as características mecânicas do concreto, e caso não seja elaborada com um certo controle pode vir a causar problemas estruturais na edificação. Obs.: Para se obter o melhor resultado possível na edificação é essencial ter bom conhecimento das normas, neste conteúdo iremos nos ater apenas nas informações necessárias para a elaboração da nossa edificação, mas nas normas há inúmeras informações que devem ser lidas e quando necessária atendidas para o excelente desempenho em serviços de nossos projetos! Itens da norma que devem ser checados neste ponto do projeto: De 6 a 7 (NBR 6118-2014) Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 22 9.3- Cobrimento O cobrimento das armaduras devem seguir alguns critérios para garantir a durabilidade do material, evitando qualquer tipo de alteração química em sua composição por agentes externos, o cobrimento deve garantir que a armadura se mantenha com suas características ideais, assim como definidas em projeto. Para a definição desses cobrimentos seguimos a tabela abaixo: Cobrimento das Armaduras TIPO DE ESTRUTURA COMPONETE OU ELEMENTO CLASSE DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL I II III IV COBRIMENTO NOMINAL EM (mm) Concreto Armado Lajes (b) 20 25 35 45 Vigas/Pilar 25 30 40 50 Elementos estruturais em contato com o solo (d) 30 40 50 Concreto protendido Laje 25 30 40 50 Viga/Pilar 30 35 45 55 a - Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da armadura passiva deve respeitar os cobrimentos para concreto armado. b - Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contra-piso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento, como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros, as exigências desta Tabela podem ser substituídas pelas de 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm. c - Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, devem ser atendidos os cobrimentos da classe de agressividade IV. d - No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45 mm. Para garantir o cobrimento mínimo (Cmín) o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (Cnom) 𝐶𝑛𝑜𝑚 = 𝐶𝑚í𝑛 + ∆𝐶 Nas obras correntes ∆C deve ser maior ou igual a 10mm, que pode ser reduzido para 5mm quando houver um controle de qualidade adequado e rígido limites de tolerância da variabilidade das medidas durante a execução das estruturas de concreto. Tabela 3 – Cobrimento das armadurasCurso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 23 10- Ações nas estruturas de concreto armado NBR 8681 – Ações e segurança nas estruturas – Procedimentos Ações: “causas que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas.” Forças (ações diretas). Deformações impostas (ações indiretas) são aquelas oriundas de variações de temperatura, retração e deformação lenta (fluência) do concreto, recalques de apoio, etc. Classificação: permanentes, variáveis e excepcionais. 10.1- Ações Permanentes Diretas São constituídas pelo peso próprio e pelos pesos dos elementos construtivos fixos e das instalações permanentes. Peso Próprio Massas específicas: - concreto simples: 24 kN/m³ (2,4 tf/m3) - concreto armado: 25 kN/m³ (2,5 tf/m3) 10.2- Ações Permanentes Indiretas São constituídas pelas deformações impostas por retração e deformação lenta (fluência) do concreto, deslocamentos de apoio, imperfeições geométricas e protensão. 10.3- Ações variáveis diretas São constituídas pelas cargas acidentais, pela ação do vento e da águas. Cargas acidentais são as “Ações variáveis que atuam nas construções em função de seu uso (pessoas, mobiliário, veículos, materiais diversos, etc.)”. Na BR 6120 constam os valores mínimos a serem adotados para as cargas acidentais. 10.4- Ações variáveis indiretas Variação de temperatura 10.5- Ações excepcionais “As que têm duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, mas que devem ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas. Consideram-se como excepcionais as ações decorrentes de causas tais como explosões, choques de veículos, incêndios, enchentes ou sismos excepcionais.” Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 24 10.6- Coeficiente de ponderação As ações devem ser majoradas pelo coeficiente de segurança γf . Em construções residenciais normalmente o cálculo fica muitas vezes simplificado como: Fd = γg Fgk + γq Fqk 11- O projeto! O nosso projeto neste material será baseado em um edifício real de 5 Pavimentos (sendo térreo e mais 4), Todos os pavimentos serão de apartamentos de dois quartos, banheiro, cozinha, área de serviço, sala de jantar e sala de estar com sacada, cada pavimento com 4 apartamentos de 63,85 m², cada pavimento terá uma área de 276,43m², a área total da edificação será de 1382,15m² de área útil! O local da obra será uma área urbana em desenvolvimento, em zona residencial Planta do pavimento tipo P3 J2 J1 J1 P2 P1 P1 P2 J1 P3 J2 J1 PLANTA BAIXA - PAV. TIPO J5 J3 P1 P1 J2 P1 P1 P2 P3 J3 P1 P1 J4 J4 P4P1 J3 J2 J3 P3 P1 P1 P2 P1 J1 J1 J1 J1 Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Á re a = 2. 98 m 2 BA NH O VARANDAÁrea = 2.68 m2 ESTAR A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA Área = 16.85 m2 JANTARDORMITÓRIO Área = 10.12 m2 sobe DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO JANTAR ESTAR Área = 16.85 m2 COZINHA A.S. Área = 8.51 m2 BA NH O Ár ea = 2 .9 8 m 2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO DORMITÓRIO Área = 10.12 m2 Ár ea = 2 .9 8 m 2 BA NH O BA NH O Ár ea = 2 .9 8 m 2 ESTAR JANTAR Área = 16.85 m2 ESTAR Área = 16.85 m2 JANTAR Área = 8.51 m2 COZINHA A.S. A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA HALL Área = 11.74 m2 SHAFT Área = 2.68 m2 VARANDA Área = 2.68 m2 VARANDA VARANDA Área = 2.68 m2 P1 P1 J5 P1P1 Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 25 11.1- Como fazer a distribuição dos elementos estruturais em nossa edificação! Para realizar a locação de cada elemento em nossa edificação, temos que analisar primeiramente toda a planta de arquitetura, que deverá ser seguida rigorosamente. Sabemos que muitas vezes isso é complexo, e que a possibilidade de alteração da planta de arquitetura se faz bem mais interessante que uma solução estrutural mirabolante, porém a grande maioria desses problemas podem ser solucionados com um pouco de criatividade e lógico, paciência! 11.1.1- Pilares: Os primeiros elementos que devemos alocar em nossos projetos são os pilares, eles são responsáveis pelo recebimento de todas as cargas da edificação, e para a distribuição dessas cargas para os elementos de fundação, que por sua vez dissipam para o solo, porém esses elementos na grande maioria dos projetos, tendem a ficar escondidos e/ou embutidos em paredes, pois a grande maioria das pessoas não gosta de ter um pilar no meio da sala não é verdade? E as dicas que vamos te dar são as seguintes: -Comece a locação dos pilares pelos vértices principais, nos quatro cantos da edificação. -Faça a locação dos pilares das áreas comuns tais como: foço de escada, hall de distribuição, foço do elevador, etc.... -Os pilares internos, coloque-os nas paredes de divisa principais, como por exemplo na divisa entre os apartamentos. -Não coloque pilares muito longe e nem muito perto uns dos outros, tente colocar com distâncias acima de 3 e abaixo de 6 metros de eixo a eixo. -Verifique o posicionamento dos pilares, tire proveito da inércia deles para aumentar estabilidade da edificação, posicionando os pilares com o eixo de maior inércia perpendicular ao eixo mais suscetível as cargas dinâmicas do vento. 11.1.2- Vigas: As vigas são responsáveis pelo recebimento das cargas das lajes e de alvenarias, elas diferente dos pilares trabalham individualmente em cada pavimento, ou seja, elas são responsáveis pelas cargas de apenas um pavimento, não tendo qualquer tipo de ligação com os pavimentos posteriores, com exceção apenas das vigas de transição, que é um assunto para outro curso! Para a distribuição desses elementos as dicas que daremos são as seguintes: -Inicie a locação desses elementos pelas extremidades, fazendo a ligação entre os pilares externos, a modo de fazer o contorno completo da edificação. -Evite vigas muito extensas, respeitando a mesma regra dos 6 metros. -Aproveite a continuidade das vigas, com a continuidade conseguiremos realizar uma distribuição melhor entre as armaduras e manter seções menores. -Respeite a largura das paredes -Procure coloca-las em baixo das alvenarias, para que possamos receber essas cargas diretamente. Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 26 -Quando houver vigas externas, como no caso das sacadas evite vigas com pontas expostas, coloque sempre uma viga de bordo para dar o arremate. 11.1.3- Lajes: As lajes, são responsáveis por receber as chamadas cargas de utilização, são os elementos que efetivamente receberam a grande maioria das cargas produzidas por aqueles que irão utilizar a edificação, que são nada mais e nada menos do que, cargas das pessoas, móveis, automóveis e também algumas cargas permanentes, como revestimentos, alvenarias, forros, etc... Para a distribuição desses elementos as dicas são: -Colocá-las sempre em um perímetro de vigas -Evitar balanços muito grandes -Evitar vãos muito grandes -Evitar a colocação de muita alvenaria sobre as lajes 11.2- Numeração dos elementos A numeração dos elementos tem extrema importância para o bom desenvolvimento do projeto, sendo assim existem alguns procedimentos para a numeração desses elementos para que fiquemo mais organizado possível, facilitando o entendimento de todos os envolvidos no período de projeto! A numeração deve começar de CIMA PARA BAIXO e da ESQUERDA PARA A DIREITA! Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 27 Locação dos elementos L 2 0 1 L 2 0 2 L 2 2 1 L 2 2 2 L 2 0 3 L 2 0 4 L 2 2 0 L 2 1 9 L 2 1 3 L 2 0 9 L 2 1 1 L 2 1 8 L 2 1 4 L 2 0 5 L 2 0 8 L 2 1 7 L 2 1 5 L 2 0 6 L 2 0 7 L 2 1 6 L 2 1 2 L 2 1 0 V 2 0 1 V 2 0 1 V 2 0 3 V 2 0 2 V 2 0 6 V 2 0 7 V 2 0 4 V 2 0 5 V 2 0 8 V 2 0 9 V 2 1 0 V 2 1 1 V 2 1 5 V 2 1 3 V 2 1 4 V 2 1 2 V217V218 V219 V220 V221 V222 V223 V225 V226 V227 V229 V229 V 2 1 6 V224 P 1 P 3 P 4 P 6 P 7 P 8 P 1 1 P 1 3 P 1 4 P 1 5 P 1 9 P 2 1 P 2 2 P 2 5 P 2 9 P 2 6 P 2 P 5 P 1 0 P 9 P 1 2 P 1 8 P 1 7 P 1 6 P 2 0 P 2 4 P 2 3 P 2 8 P 3 0 P 2 7 Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 28 12- Pré-dimensionamento das lajes maciças: O pré-dimensionamento das lajes, é nada mais e nada menos do que uma consideração a ser feita sobre a sua espessura. Essa estimativa e baseada na relação entre suas vinculações, dimensões e os parâmetros que encontramos anteriormente. Para analisarmos essa relação, temos que responder 3 perguntas, essas perguntas irão nos permitir descobrir se esse painel de laje, é continuo ou não, caso seja continuo, consideraremos cada painel com suas bordas continuas engastadas, ou seja, quando uma borda for continua o esquema estático do painel estudado será como a figura abaixo: Engaste (borda contínua) Corpo da laje As 3 perguntas são: 1ª – Há Laje vizinha ao lado da borda estudada? 2ª – A laje vizinha está no mesmo nível? 3ª – Mais de 2/3 da borda da laje vizinha é contínua e está no mesmo nível? LAJE Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 29 Se todas as perguntas tiverem resposta positivas, a borda da laje que estamos estudando pode ser considerada contínua, por tanto, com esquema estático de engaste na borda estudada! Vamos pegar um exemplo: L201 A laje 201 tem vizinhos na parte de baixo e na lateral esquerda, 1ª pergunta – Positiva Porém a laje 201 é uma laje de sacada, que por consequência não estará no mesmo nível das demais 2ª pergunta – Negativa, desta forma, não podemos considerar nenhuma das bordas desta laje como contínua (engastada), tendo qualquer uma das perguntas negativas, se desconsidera a continuidade! Agora vejamos a laje 203 1ª Tem vizinhos? – Sim, do lado direito e abaixo 2ª A laje vizinha está no mesmo nível? - Sim, com exceção apenas de um trecho da laje 201, porém todas as demais estão no mesmo nível! 3ª Mais de 2/3 da borda da laje vizinha é contínua e está no mesmo nível? – Sim, apesar de não termos qualquer tipo de cota no desenho, constatamos nitidamente que há mais de 2/3 da borda contínua e no mesmo nível. Neste caso podemos considerar a laje 203 contínua, nas laterais direita e na parte de baixo assim como mostra a figura abaixo! LAJE 203 Nas laterais onde não se tem engaste, consideraremos uma borda simplesmente apoiada L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 V201V201 V203 V202 V206 V207 V204 V205 V208 V209 V210 V211 V215 V213 V214 V212 V2 17 V2 18 V2 19 V2 20 V2 21 V2 22 V 22 3 V2 25 V2 26 V2 27 V2 29 V2 29 V216 V2 24 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P11 P13 P14 P15 P19 P21 P22 P25 P29 P26 P2 P5 P10P9 P12 P18P17P16 P20 P24 P23 P28 P30 P27 Engaste (Continuidade) Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 30 12.1- Pré-dimensionamento das espessuras (Equações) Tendo entendido todos os passos anteriores podemos partir para os cálculos! O primeiro cálculo que faremos neste material será o pré-dimensionamento das espessuras, para realizar esse procedimento seguimos o roteiro de cálculo abaixo! Calculo da altura útil: 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.𝑛).𝑙 100 Sendo: n= Número de bordas engastadas 𝑙 = É o menor valor entre o Lx e 0,7.Ly (Lx é o menor vão ou o vão que tiver o maior número de engastes) A constante de 2,5 (cm) é a soma dos valores de cobrimento e da bitola de 10 mm (Bitola máxima geralmente utilizada nas lajes) A espessura será então finalizada com a equação abaixo: (𝐻 = 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 + 2,5) ≥ 8 𝑐𝑚 A espessura da laje, de acordo com norma NBR 6118-2014 tem de ser maior ou igual a 8 cm, para as lajes piso e 10 cm para as lajes piso em balanço. 12.2- Pré-dimensionamento das espessuras – Mãos à obra! Como já estamos craques nos passos anteriores, podemos partir para os cálculos de verdade, vamos lá? 12.2.1- L201=L202=L221=L222 (Laje da sacada) Nesta laje não temos engaste, portanto, a espessura será: n=0 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.0).105 100 = 2,625 (𝐻 = 2,625 + 2,5) = 5,13 ≤ 8 𝑐𝑚 ∴ 8 𝑐𝑚 Obs.: Como a espessura calculada está abaixo da espessura mínima adotaremos a espessura mínima (8 cm) L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Esp.: 8 cm Carga: 5 Kn/m² Carga: 6 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 31 12.2.2- L203=L204=L219=L220 Nesta laje temos engaste na lateral direita e embaixo, portanto a espessura será: n=2 Verificação da regra dos 2/3: 3,92 4,85 = 0,81 ≥ 2 3 ∴ 𝐸𝑛𝑔𝑎𝑠𝑡𝑒 2,71 3,75 = 0,72 ≥ 2 3 ∴ 𝐸𝑛𝑔𝑎𝑠𝑡𝑒 Encontrando o "𝑙" 𝑙 = 𝑙𝑥 𝑜𝑢 0,70 𝑙𝑦 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠) 𝑙𝑥 = 375 0,70 𝑥 485(𝑙𝑦) = 340 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.2).340 100 = 7,82 (𝐻 = 7,82 + 2,5) = 10,3 ≥ 8 𝑐𝑚 ∴ 10 𝑐𝑚 Obs.: Adotaremos 10 cm, um valor um pouco abaixo do calculado, todavia desta forma podemos verificar mais a frente se será necessário aumentar essa espessura, ou se poderemos mantê-la! 12.2.3- L205=L208=L214=L217 Nesta laje temos engaste na lateral direita, esquerda e embaixo, o Lx será neste caso, o vão com maior número de engastes (3,00 m), portanto a espessura será: n=3 Encontrando o "𝑙" 𝑙 = 𝑙𝑥 𝑜𝑢 0,70 𝑙𝑦 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠) 𝑙𝑥 = 300 0,70 𝑥 555(𝑙𝑦) = 388 cm 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.3).300 100 = 6,60 (𝐻 = 6,6 + 2,5) = 9,1 ≥ 8 𝑐𝑚 ∴ 9 𝑐𝑚 L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Esp.: 8 cm Carga: 5 Kn/m² Carga: 6 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Esp.: 8 cm Carga: 5 Kn/m² Carga: 6 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 32 12.2.4- L206=L207=L215=L216 Nesta laje temos engaste na lateral esquerda e embaixo, o Lx será neste caso, o menor vão (2,22 m), portanto a espessura será: n=2 Encontrando o "𝑙" 𝑙 = 𝑙𝑥 𝑜𝑢 0,70 𝑙𝑦 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠) 𝑙𝑥 = 222 𝑐𝑚 0,70 𝑥 555(𝑙𝑦) = 388 cm 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.2).222 100 = 5,11 (𝐻 = 5,11 + 2,5) = 7,6 ≤ 8 𝑐𝑚 ∴ 8 𝑐𝑚 Obs.: Não há engaste do lado direito, pois não tem laje, por se tratar do foço da escada! 12.2.5- L209=L211=L213=L218 Nesta laje temos engaste na lateral direita, em cima e embaixo, o Lx será neste caso, será o vão com maior número de engastes (2,84m), portanto a espessura será: n=3 Encontrando o "𝑙" 𝑙 = 𝑙𝑥 𝑜𝑢 0,70 𝑙𝑦 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠) 𝑙𝑥 = 284 𝑐𝑚 0,70 𝑥 392(𝑙𝑦) = 274 𝑐𝑚 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.3).274 100 = 6,03 𝑐𝑚 (𝐻 = 6,03 + 2,5) = 8,53 ≥ 8 𝑐𝑚 ∴ 9 𝑐𝑚 L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Esp.: 8 cm Carga: 5 Kn/m² Carga: 6 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Esp.: 8 cm Carga: 5 Kn/m² Carga: 6 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 33 12.2.6- L210 (única) Nesta laje temos engaste na lateral esquerda e embaixo, o Lx será neste caso o menor vão (1,07 m), portanto a espessura será: n=2 Encontrando o "𝑙" 𝑙 = 𝑙𝑥 𝑜𝑢 0,70 𝑙𝑦 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠) 𝑙𝑥 = 107 𝑐𝑚 0,70 𝑥 134(𝑙𝑦) = 94 𝑐𝑚 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.2).94 100 = 2,15 𝑐𝑚 (𝐻 = 2,15 + 2,5) = 4,65 ≤ 8 𝑐𝑚 ∴ 8 𝑐𝑚 Obs.: Não há engaste do lado direito, pois não tem laje, por se tratar do foço do shaft! 12.2.7- L212 (única) Nesta laje temos engaste na lateral esquerda e direita, o Lx será neste caso, será o vão com maior número de engastes (3,29m), portanto a espessura será: n=2 Encontrando o "𝑙" 𝑙 = 𝑙𝑥 𝑜𝑢 0,70 𝑙𝑦 (𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠) 𝑙𝑥 = 329 𝑐𝑚 0,70 𝑥 238(𝑙𝑦) = 167 𝑐𝑚 𝐷 ú𝑡𝑖𝑙 = (2,5−0,1.2).167 100 = 3,84 𝑐𝑚 (𝐻 = 3,84 + 2,5) = 6,35 𝑐𝑚 ≤ 8 𝑐𝑚 ∴ 8 𝑐𝑚 Obs.: Não há engaste em cima, o trecho que há laje é inferior a 2/3 do vão! L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Esp.: 8 cm Carga: 5 Kn/m² Carga: 6 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS L201 L202 L221 L222 L203 L204 L220L219 L213 L209 L211 L218 L214 L205 L208 L217L215 L206 L207 L216 L212 L210 Esp.: 8cm Carga: 5 Kn/m² NUMERAÇÕES DAS LAJES E ESPESSURAS Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 34 L 2 0 1 L 2 0 2 L 2 2 1 L 2 2 2 L 2 0 3 L 2 0 4 L 2 2 0 L 2 1 9 L 2 1 3 L 2 0 9 L 2 1 1 L 2 1 8 L 2 1 4 L 2 0 5 L 2 0 8 L 2 1 7 L 2 1 5 L 2 0 6 L 2 0 7 L 2 1 6 L 2 1 2 L 2 1 0 E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 1 0 c m E s p .: 1 0 c m E s p .: 1 0 c m E s p .: 1 0 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 8 c m E s p .: 9 c m E s p .: 9 c m E s p .: 9 c m E s p .: 9 c m N U M E R A Ç Õ E S D A S L A J E S E E S P E S S U R A S Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 35 NBR 6120/1980 Tabela 2 - Valores mínimos das cargas verticais Unid.: kN/m 2 Carga Local 1 Arquibancadas 4 - Balcões 2 Mesma carga da peça com a qual se comunicam e as Previstas em 2.2.1.5 2 Escritórios e banheiros Bancos 3 , Salas de diretoria e de gerência 1 5 Sala de leitura 2 , 5 Sala para depósito de livros 4 4 Sala com estantes de livros a ser determinada em cada caso ou 2,5 kN/m Bibliotecas 2 por metro de altura observado, porém o valor mínimo de 6 incluindo o peso das máquinas) a ser determinada ( Casas de 5 5 , 7 em cada caso, porém com o valor mínimo de máquinas 3 Plateia com assentos fixos 4 Estúdio e plateia com assentos móveis Cinemas 6 Banheiro 2 3 Sala de refeições e de assembleia com assentos fixos Sala de assembleia com assentos móveis 4 7 Clubes 5 Salão de danças e salão de esportes 2 Sala de bilhar e banheiro 3 Com acesso ao público 8 Sem acesso ao público Corredores 2 A ser determinada em cada caso, porém com o mínimo de Cozinhas não 9 residenciais 3 A ser determinada em cada caso e na falta de valores experimentais - Conforme o indicado em 2.2.1.3 Depósitos 10 , 11 5 Edifícios Dormitórios, sala, copa, cozinha e banheiro 1 2 residenciais Despensa, área de serviço e lavanderia 12 Com acesso ao público Escadas 3 Sem acesso ao público , 5 2 Anfiteatro com assentos fixos Corredor e sala de aula 13 Escolas 3 Outras salas 2 14 Escritórios Salas de uso geral e banheiro 2 15 Forros Sem acesso a pessoas 0 , 5 16 Galerias de A ser determinada em cada caso, porém com o mínimo arte 3 17 Galerias de A ser determinada em cada caso, porém com o mínimo 3 lojas 18 Garagens e Para veículos de passageiros ou semelhantes com carga máxima de kN por veículo. Valores de 25 estacionamentos indicados em 2.2.1.6 3 19 Ginásios de esportes 5 /continua – Consultar norma ( ver 2.2.1.7) Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 36 13- Carga nas lajes Para as cargas de utilização nas lajes, devemos seguir a tabela acima (Tabela 2 – NBR 6120 – Cargas para cálculo das estruturas de edificações). Teremos 2 tipos principais de cargas na nossa edificação: Cargas permanente e Cargas de utilização, também conhecida como sobrecarga. Entre as cargas permanentes temos: Peso próprio do elemento, revestimento e alvenarias Nas cargas de utilização temos: móveis, automóveis, pessoas e qualquer outra carga que ocorra eventualmente na edificação! Cargas PERMANENTES: Peso próprio das lajes: Espessura (m) x Gama do concreto armado (25 kN) Cargas de alvenaria sobre laje: (𝑆𝑂𝑀𝐴 𝐿𝐼𝑁𝐸𝐴𝑅 𝐷𝐴𝑆 𝑃𝐴𝑅𝐸𝐷𝐸𝑆) 𝑥 𝑃.𝐷 𝑥 𝑃𝐸𝑆𝑂 𝑃𝐴𝑅𝐸𝐷𝐸 (Á𝑅𝐸𝐴 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐷𝐴 𝐿𝐴𝐽𝐸) = "𝑋" 𝑘𝑁/m² Revestimento: 1 Kn/m²(Valor fixo para todo o projeto) CARGAS VARIÁVEIS (Sobrecarga) De acordo com a utilização do ambiente (Tabela 2) Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 37 13.1- Laje 201 Cargas permanentes P.P = 0,08 x 25 =2 KN/m² Revestimento= 1 KN/m² Total: 3,0 KN/m² Cargas variáveis Tabela 2 – Sacadas: 2 KN Total geral: 5 KN/m² 13.2- Laje 203 Cargas permanentes P.P = 0,10 x 25 =2,5 KN/m² Alvenaria= (3,75+1,45)𝑥2,8𝑥1,8 (3,75 𝑥 4,85) = 1,43 𝑘𝑁/m² Revestimento= 1 KN/m² Total: 4,93 KN/m² Cargas variáveis Tabela 2 – Dormitórios: 1,5 KN/m² Total geral: 6,43 KN/m² P3 J2 J1 J1 P2 P1 P1 P2 J1 P3 J2 J1 PLANTA BAIXA - PAV. TIPO J5 J3 P1 P1 J2 P1 P1 P2 P3 J3 P1 P1 J4 J4 P4P1 J3 J2 J3 P3 P1 P1 P2 P1 J1 J1 J1 J1 Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Ár ea = 2 .98 m2 BA NH O VARANDAÁrea = 2.68 m2 ESTAR A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA Área = 16.85 m2 JANTARDORMITÓRIO Área = 10.12 m2 sobe DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO JANTAR ESTAR Área = 16.85 m2 COZINHA A.S. Área = 8.51 m2 BA NH O Áre a = 2.9 8 m 2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO DORMITÓRIO Área = 10.12 m2 Áre a = 2.9 8 m 2 BA NH O BA NH O Áre a = 2.9 8 m 2 ESTAR JANTAR Área = 16.85 m2 ESTAR Área = 16.85 m2 JANTAR Área = 8.51 m2 COZINHA A.S. A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA HALL Área = 11.74 m2 SHAFT Área = 2.68 m2 VARANDA Área = 2.68 m2 VARANDA VARANDA Área = 2.68 m2 P1 P1 J5 P1P1 P3 J2 J1 J1 P2 P1 P1 P2 J1 P3 J2 J1 PLANTA BAIXA - PAV. TIPO J5 J3 P1 P1 J2 P1 P1 P2 P3 J3 P1 P1 J4 J4 P4P1 J3 J2 J3 P3 P1 P1 P2 P1 J1 J1 J1 J1 Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Á re a = 2 .9 8 m 2 BA N H O VARANDAÁrea = 2.68 m2 ESTAR A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA Área = 16.85 m2 JANTARDORMITÓRIO Área = 10.12 m2 sobe DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO JANTAR ESTAR Área = 16.85 m2 COZINHA A.S. Área = 8.51 m2 BA N H O Á re a = 2 .9 8 m 2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO DORMITÓRIO Área = 10.12 m2 Á re a = 2 .9 8 m 2 BA N H O BA N H O Á re a = 2 .9 8 m 2 ESTAR JANTAR Área = 16.85 m2 ESTAR Área = 16.85 m2 JANTAR Área = 8.51 m2 COZINHA A.S. A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA HALL Área = 11.74 m2 SHAFT Área = 2.68 m2 VARANDA Área = 2.68 m2 VARANDA VARANDA Área = 2.68 m2 P1 P1 J5 P1P1 Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 38 13.3- Laje 205 Cargas permanentes P.P = 0,09 x 25 =2,25 KN/m² Revestimento= 1 KN/m² Total: 3,25 KN/m² Cargas variáveis Tabela 2 – Sala de estar: 1,5 KN/m² Total geral: 4,75 KN/m² 13.4- Laje 206 Cargas permanentes P.P = 0,08 x 25 =2,0 KN/m² Alvenaria= (2,22+2,22)𝑥2,8𝑥1,8 (5,55 𝑥 2,22) = 1,82 𝑘𝑁/m² Revestimento= 1 KN/m² Total: 4,82 KN/m² Cargas variáveis Tabela 2 – Cozinha/A.S: 2,0 KN/m² Total geral: 6,82 KN/m² P3 J2 J1 J1 P2 P1 P1 P2 J1 P3 J2 J1 PLANTA BAIXA - PAV. TIPO J5 J3 P1 P1 J2 P1 P1 P2 P3 J3 P1 P1 J4 J4 P4P1 J3 J2 J3 P3 P1 P1 P2 P1 J1 J1 J1 J1 Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Á r e a = 2 . 9 8 m 2 B A N H O VARANDA Área = 2.68 m2 ESTAR A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA Área = 16.85 m2 JANTARDORMITÓRIO Área = 10.12 m2 sobe DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO JANTAR ESTAR Área = 16.85 m2 COZINHA A.S. Área = 8.51 m2 B A N H O Á r e a = 2 . 9 8 m 2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO DORMITÓRIO Área = 10.12 m2 Á r e a = 2 . 9 8 m 2 B A N H O B A N H O Á r e a = 2 . 9 8 m 2 ESTAR JANTAR Área = 16.85 m2 ESTAR Área = 16.85 m2 JANTAR Área = 8.51 m2 COZINHA A.S. A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA HALL Área = 11.74 m2 SHAFT Área = 2.68 m2 VARANDA Área = 2.68 m2 VARANDA VARANDA Área = 2.68 m2 P1 P1 J5 P1P1 P3 J2 J1 J1 P2 P1 P1 P2 J1 P3 J2 J1 PLANTA BAIXA - PAV. TIPO J5 J3 P1 P1 J2 P1 P1 P2 P3 J3 P1 P1 J4 J4 P4P1 J3 J2 J3 P3 P1 P1 P2 P1 J1 J1 J1 J1 Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Á r e a = 2 . 9 8 m 2 B A N H O VARANDA Área = 2.68 m2 ESTAR A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA Área = 16.85 m2 JANTARDORMITÓRIO Área = 10.12 m2 sobe DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO JANTAR ESTAR Área = 16.85 m2 COZINHA A.S. Área = 8.51 m2 B A N H O Á r e a = 2 . 9 8 m 2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO DORMITÓRIO Área = 10.12 m2 Á r e a = 2 . 9 8 m 2 B A N H O B A N H O Á r e a = 2 . 9 8 m 2 ESTAR JANTAR Área = 16.85 m2 ESTAR Área = 16.85 m2 JANTAR Área = 8.51 m2 COZINHA A.S. A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA HALL Área = 11.74 m2 SHAFT Área = 2.68 m2 VARANDA Área = 2.68 m2 VARANDA VARANDA Área = 2.68 m2 P1 P1 J5 P1P1 Curso Edifício completo – O Canal da engenharia________________________________________ 39 13.5- Laje 209 Cargas permanentes P.P = 0,08 x 25 =2,0 KN/m² Revestimento= 1 KN/m² Total: 3,0 KN/m² Cargas variáveis Tabela 2 – Dormitório: 1,5 KN/m² Total geral: 4,50 KN/m² 13.6- Laje 210 Cargas permanentes P.P = 0,08 x 25 =2,0 KN/m² Revestimento= 1 KN/m² Total: 3,0 KN/m² Cargas variáveis Tabela 2 – Corredores: 3,0 KN/m2 Total geral: 6,0 KN/m² P3 J2 J1 J1 P2 P1 P1 P2 J1 P3 J2 J1 PLANTA BAIXA - PAV. TIPO J5 J3 P1 P1 J2 P1 P1 P2 P3 J3 P1 P1 J4 J4 P4P1 J3 J2 J3 P3 P1 P1 P2 P1 J1 J1 J1 J1 Área = 10.40 m2 DORMITÓRIO Á re a = 2 .9 8 m 2 BA N H O VARANDAÁrea = 2.68 m2 ESTAR A.S. Área = 8.51 m2 COZINHA Área = 16.85 m2 JANTARDORMITÓRIO Área = 10.12 m2 sobe DORMITÓRIO Área = 10.40 m2 Área = 10.12 m2 DORMITÓRIO JANTAR ESTAR Área = 16.85 m2 COZINHA A.S. Área = 8.51 m2 BA N H O Á re a = 2 .9 8 m 2 DORMITÓRIO Área = 10.40 m2
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