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UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES CAMPUS VILLA LOBOS ENGENHARIA CIVIL BEATRIZ CAROLINE DE SOUSA – 12171500830 DAYSIREÉ SOUSA DE JESUS – 12171501214 MYCAELLA SOUSA DA SILVA – 12171501150 ROBERTA CHAVES DA CRUZ – 12171100755 DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE UM EDIFÍCIO MULTIFAMILIAR COM FACHADA ATIVA SÃO PAULO 2019 RESUMO O seguinte trabalho consiste na elaboração do projeto estrutural de uma edificação multifamiliar composta de 5 pavimentos de lajes maciças. A mesma acompanha a seguinte distribuição: primeiro pavimento composto por um espaço comercial e os quatro outros sendo pavimentos tipo de uso residencial, compondo uma edificação de uso misto.Como resultado da realização deste projeto, foi apresentado um memorial descritivo, um memorial de cálculo e plantas de detalhamento dos elementos estruturais: vigas, lajes, pilares e escada. Palavras-chave: projeto, estrutural, edificação. 1 SUMÁRIO CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO 4 CAPÍTULO 2: O PROJETO ARQUITETÔNICO E A DEFINIÇÃO DA ESTRUTURA 5 2.1 Definição 5 2.2 Parâmetros de Zoneamento 5 Informações do terreno 5 Parâmetros de ocupação 5 2.3 Composição 6 2.4 Justificativa sobre as escolhas relacionadas às formas, distribuição dos apartamentos, área comercial, etc. 6 2.5 O projeto 7 2.5.1 Pavimento comercial 8 2.5.2 Pavimento Residencial 9 2.5.3 Corte AA 10 2.5.4 Corte BB 11 2.5.5 Fachada 12 2.5.6 Escada 13 2.6 Considerações iniciais de projeto 14 2.7 Definição do traço do concreto a ser empregado 15 2.7.1 Materiais 16 Cimento 16 Areia ( Agregado miúdo ) 16 Brita ( Agregado graúdo ) 16 Concreto 16 Determinação do fc28 16 Determinação do fator a/c 17 Determinação aproximada do consumo de água 17 Determinação do consumo de cimento (Cc) 18 Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb) 18 Apresentação do traço 19 2.8 Lançamento da estrutura 19 2.8.1 Planta de locação de pilares pavimento térreo 20 2.8.2 Planta de formas pavimento térreo 21 2.8.3 Planta de locação de pilares pavimento tipo 22 2.8.4 Planta de formas pavimento tipo 23 2.8.5 Planta de locação de pilares da cobertura 24 2.8.6 Planta de formas da cobertura 25 CAPÍTULO 3: PRÉ DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DO EDIFÍCIO DE USO MISTO 26 2 3.1 Definição 26 3.2 Pilares 26 3.2.1 Definição 26 3.2.2 Pré dimensionamento dos pilares 26 3.2.2.1 Locação dos pilares com suas respectivas áreas de influência identificadas 27 3 CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO Com a conclusão da disciplina “Estruturas de concreto” cursada ao longo do semestre, este trabalho vem com o intuito de aplicar o conhecimento que nos foi repassado em aula. O trabalho tem como objetivo apresentar as diversas etapas de um projeto estrutural, desde a escolha do projeto arquitetônico, a concepção estrutural, o dimensionamento de elementos estruturais, bem como seu detalhamento. É de conhecimento comum que hoje em dia existe uma grande variedade de softwares computacionais, que agilizam muito todo este processo, e facilitam a concepção de um projeto estrutural; porém, estes programas podem se tornar ferramentas muito perigosas quando utilizados por pessoas que não tenham conhecimento e prática suficiente para entender todo o processo que se desenvolve por trás dos mesmos. Levando em consideração o que foi dito acima, acredita-se que é de suma importância passar por todas as etapas de um projeto antes de se aventurar utilizando tais programas. Sendo assim, o objetivo ao final do trabalho é adquirir um conhecimento mais amplo a respeito de projetos estruturais e obter uma experiência inicial nessa área que é tida como a de maior dificuldade e responsabilidade. 4 CAPÍTULO 2: O PROJETO ARQUITETÔNICO E A DEFINIÇÃO DA ESTRUTURA 2.1 Definição No projeto do edifício localizado na Rua Tripoli nº 96, bairro lapa, no município de São Paulo, foi dimensionado um edifício de cinco (5) pavimentos em concreto armado, constituído por térreo, quatro (4) pavimentos tipo, sendo que todos os pavimentos foram projetados de modo a promover a acessibilidade. Vale ressaltar as curvas arquitetônicas presentes em cada andar e, ainda, a existência de uma praça arborizada. As demais peculiaridades da obra podem ser observadas na planta de arquitetura contida no Anexo I. 2.2 Parâmetros de Zoneamento Conforme a lei de parcelamento, uso e ocupação do solo, nº 16.402/16. a) Informações do terreno Conforme lei de parcelamento, uso e ocupação do solo (lei nº 16.402/16). Tabela 1 - Informações do terreno INFORMAÇÕES DO TERRENO ENDEREÇO RUA TRIPOLI, 96 SUBPREFEITURA LAPA TIPO DE ZONA QUALIFICAÇÃO ZONA ZC - Zona de Centralidade ÁREA TOTAL 1.000,00 m² Z.C. - Zonas de Centralidades são porções do território localizadas fora dos eixos de transformação destinadas à promoção de atividades típicas de áreas centrais ou de subcentrais regionais ou de bairros, em que se pretende promover majoritariamente os usos não residenciais, com densidades construtiva e demográfica médias a promover a qualificação paisagística e dos espaços públicos. b) Parâmetros de ocupação Conforme lei de parcelamento, uso e ocupação do solo (lei nº 16.402/16). 5 Tabela 2 - Parâmetros de Ocupação PARÂMETROS DE OCUPAÇÃO PARÂMETRO ÍNDICE ÁREA (m²) COEFICIENTE DE APROVEITAMENTO MÍNIMO 0,50 500 m² BÁSICO 1,00 1.000 m² MÁXIMO 2,00 2.000 m² TAXA DE OCUPAÇÃO 0,70 700 m² TAXA DE PERMEABILIDADE 0,25 250 m² DIMENSÃO MÁXIMA OU MÍNIMA (m) GABARITO N/A RECUO DE FRENTE 5 RECUO DE FUNDOS E LATERAL 3 P/ ALTURA > 10m 2.3 Composição O edifício de ocupação mista será composto pelos seguintes itens: ● 5 Pavimentos, sendo: 01 (um) pavimento de acesso (térreo) com 02 (duas) lojas -uma lavanderia de uso coletivo e uma loja de uso a ser definido pelo locatário-, guarita/portaria, copa e 05 (cinco) sanitários; e 04 (quatro) pavimentos tipo com 04(quatro) apartamentos cada, conforme projeto arquitetônico elaborado para a disciplina de Arquitetura e Urbanismo ; ● Detalhando, podemos concluir que os ambientes da seguinte edificação são: ● 02 (duas) lojas, 01 (uma) com área de 26,6 m²; e 01 (uma) com área de 37 m². ● 04 (quatro) apartamentos com área de 26,0327 m²; 04 (quatro) com área de 26,7334 m², 04 (quatro) de 27,6149 m², e 04 (quatro) de 59,9855 m² totalizando 16 (dezesseis) apartamentos; ● Escadas e elevador. 2.4 Justificativa sobre as escolhas relacionadas às formas, distribuição dos apartamentos, área comercial, etc. O formato da torre foi inspirado no edifício Urban resort que está localizado nas proximidades da Praça Júlio Mesquita, essa curvatura foi colocada para que haja iluminação e ventilação uniforme em todas as unidades, gerando uma diminuição do uso de eletricidade 6 e possível conforto térmico. A grande praça arborizada nasceu através da ideia de estímulo à permanência dos transeuntes no local, e também como algo que desperte a curiosidade dos mesmo, fazendo com que adentrem no terreno e conheçam a parte comercial. O pavimento comercial foi pensado para abrigar uma lavanderia para uso dos condôminos e transeuntes que ali circulam, quatro sanitários e uma loja de uso a ser definido pelo locatário; fora isso, também conta com uma ampla área de circulação, porta de correr que dá acesso ao jardim no fundo do terreno que conta com mesas e cadeiras para alimentação e a guarita que dá acesso à circulação vertical da área residencial. O pavimento residencial é composto por 04 (quatro) apartamentos de diferentes dimensões e formas, sendo: 3 (três) apartamentos do tipo studio e 1 (um) apartamento com dimensões adaptadas de modo a abrigar um condômino com mobilidade reduzida/portador de cadeira de rodas (PCR), de acordo com a NBR 9050. A implantação de tantos apartamentos do tipo studio foi pensada principalmente porque a demanda de mercado para esse tipo de imóvel vem se tornando crescente de uns anos pra cá, a distribuição compacta dos ambientes nasce do conceito de praticidade e modernidade que está muito presente entre os jovens que buscam morar sozinhos. O apartamento de um dormitório surge da necessidade em abrigar um núcleo familiar maior, com mais conforto, privacidade e áreas de convivência bem distribuídas; fora isso, ele é completamente adaptado para a vivência de um morador portador de cadeira de rodas (PCR) sem que haja a necessidade de gastos posteriores com reformas no layout. Vale lembrar que todos apartamentos contam com varandas voltadas para a praça do terreno, o que traz conforto visual aos moradores. 2.5 O projeto A seguir estão apresentadas as respectivas representações gráficas (plants baixa e vistas) do edifício, sendo elas: ● Planta baixa pavimento Comercial; ● Planta baixa pavimento Residencial; ● Cortes AA; ● Corte BB; ● Fachada; ● Escada 7 P C F S Escada 12345678 P5 9 16 171513 14121110 Elevador 1J1 .80m x .80m J1 .80m x .80m 1.50 0. 90 2. 40 4.56 .9 0x 2. 10 16.38 .1 5 19 .7 0 .1 5 20 .0 0 Q W E R T Y U I O P !~ F1 A S D F G H J K L MNBVCXZ Ctrl 7 4 1 0 / * - Esc ` 1 2 @ F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 # 3 $ 4 % 5 6^ & 7 * 8 ( 9 ) 0 _ - + = Backspace F9 F10 F11 F12 Insert Tab CapsLock Alt Shift Shift Enter CtrlAlt [ { ] } \ | " ' : ; < , > . ? / Home EndDelete Home Page Up Page Down End 8 5 2 9 PgUp 6 3 PgDn Ins . Del Enter + Num Lock Print Screen Scroll Lock Break Pause SysRq Num Lock Lock Caps Scroll Lock E nt ra da G ua rit a 9 , 7 5 m ² 4 , 5 0 m ² .8 0x 2. 10 P2 .8 0x 2. 10 P2 .8 0x 2. 10 P2 .8 0x 2. 10 P2 1. 49 1.82 1. 49 1.82 1. 48 1. 48 1.82 5.95 Loja 2 36,9703 m² Lavanderia 26,5953 m² .9 0x 2. 10 P1 .9 0x 2. 10 P1 .8 0x 2. 10 P2 9.13 3.73 3. 60 3.05 4. 33 1.50 1. 50 9.13 8.12 0. 00 4.9 6 P4 2m x 1.90m 1.20 1. 20 6.75 .80x2.10 J1 1. 002.10 1.45 3. 00 C op a 4 , 3 4 8 8 m ² 3.25 .25 5.94 .1 5 4. 43 .2 5 1. 48 .2 5 .9 0 .2 5 1. 48 .2 5 3. 60 .2 5 2. 00 .3 0 1. 50 .2 5.2 0 .8 0 .4 0 .8 0 .3 0.1 5 .25 1.20 4.86 .25 1.20 .25 1.37 .65 1.00 1.95 .90 .63 .80 1.08 P2 .26 6.45 .2 5 1. 50 2. 90 2. 10 .2 5 5. 55 2. 47 .2 5 1. 00 3. 33 .2 5 .2 5 19 .5 0 .2 5 20 .0 0 O PROJETO PLANTA BAIXA PAVIMENTO TÉREO - COMERCIAL ESC. 1:150 Figura 1 - Planta baixa do pavimento térreo / comercial 8 2.5.1 Pavimento comercial AutoCAD SHX Text D LL AutoCAD SHX Text E P C F S Escada 12345678 P5 .9 0x 2. 10 P1 P2.80x2.10 .80x2.10P2 P1.90x2.10 9 16 171513 14121110 Elevador 1 P1 .90x2.10 .80x2.10P2 P3 .80x2.10 .90x2.10 P1 2. 60 2.65 4. 40 1.84 2.50 1. 65 Dormitório 6,89 m² Cozinha 8,085 m² W.C. 4,125 m² Varanda 6,9327 m² J1 .80x.80m 2.85 2. 262. 15 1.85 4.85 1. 88 P42m x 1.90m P42m x 1.90m Cozinha e A.S. 11,479 m² Dormitório 6,5510 m²W.C. 3,9775 m² Cozinha e A.S. 9,6082 m² Dormitório 13,5555 m² Sala de Estar 6,7324 m² W.C. 3,9775 m² 1.85 2. 15 2.93 2. 30 2.25 1. 32 7.28 1. 71 P42m x 1.90m 5.92 2. 10 .9 0 4.42 3.50 2. 04 6.81 3. 87 P42m x 1.90m Cozinha e A.S. 11,9797 m² Sala de Estar 9.2828 m² Circulação 6,3370 m² 1.25 6. 50 3. 55 Varanda 4,1342 m² 4.47 3. 31 Ø 1 . 5 0 P42m x 1.90m 2.43 2.43 4. 43 2.15 4. 40 J1 .8 0m x .8 0m J1 .80m x .80m J1 .80m x .80m .9 0x 2. 10 P1 2.00 2. 80 W.C. 5,2675 m² 1.50 .9 0 2. 40 4.56 .9 0x 2. 10 Varanda 4,7259 m² Varanda 7,2968 m² Varanda/Sala de jantar 9,4288 m² .25 6.06 .25 1.20 .25 .57 .80 .63 .15 4.47 .25 1.50 16.38 .1 5 .3 0 .8 0 .4 0 .8 0 .2 0 .2 5 1. 50 .2 5 2. 10 .3 0 2. 15 .1 5 .2 2 1. 00 .1 0 2. 40 .2 0 1. 00 .8 3 .2 5 4. 40 .2 5 .1 5 19 .7 0 .1 5 20 .0 0 4.49 .25 1.46 7.51 12 .2 0 1. 50 1.20 1. 20 1. 20 .25 6.45 .2 5 .8 0 2. 00 .5 1 .2 5 2. 89 .3 0 .8 1 2. 00 .8 1 .2 5 1. 33 2. 00 1. 05 .3 0 .4 0 .2 0 2. 00 .2 5 .4 4 .2 5 19 .5 0 O PROJETO PLANTA BAIXA PAVIMENTO TIPO -RESIDENCIAL ESC. 1:150 Figura 2 - Planta baixa do pavimento tipo/residencial 9 2.5.2 Pavimento residencial 2.5.3 Corte AA 10 2.5.4 Corte BB 11 O PROJETO ELEVAÇÃO FRONTAL - FACHADA ESC. 1:125 ????????????????????????????????????????????????????????????????? perspectiva da rua Tripoli. 12 2.5.5 Fachada 2.5.6 Escada Figura 6 - Representação em corte da escada corta-fogo e respectivos cálculos de circulações e saídas. 13 2.6 Considerações iniciais de projeto O edifício foi dimensionado em concreto armado com paredes externas em alvenaria, internas em drywall e altura de piso a piso de 3,06m. As características dos materiais que foram utilizados no dimensionamento estrutural do edifício são: ● Aço CA - 50, com resistência característica de 500 MPa (f y k = 500 MPa), para armaduras; ● Classe de Agressividade Ambiental II – Moderada, de acordo com a Tabela 3; Tabela 3- Classes de Agressividade Ambiental, NBR-6118 (ABNT, 2014). ● Resistência característica do concreto (f ck ) de 25 MPa e relação água/cimento em massa menor ou igual a 0,60, de acordo com a classe de agressividade ambiental, adotada como parâmetro de entrada na Tabela 4; 14 Tabela 4- Correspondência entre Classe de Agressividade e Qualidade do Concreto, NBR-6118 (ABNT, 2014). O cobrimento das armaduras foi de 25 mm para lajes e 30 mm para vigas e pilares, de acordo com a classe de agressividade ambiental, adotada como parâmetro de entrada na Tabela 5. Tabela 5 - Correspondência entre Classe de Agressividade e Cobrimento Nominal, NBR- 6118 (ABNT, 2014). 2.7 Definição do traço do concreto a ser empregado O traço do concreto foi definido de acordo com o método de dosagem estabelecido pela ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland) durante as aulas da disciplina “Tecnologia do Concreto” e com orientação acadêmica do professor Jorge Lyra. Abaixo serão apresentados todos os cálculos e as informações dos materiais que foram empregados para o cálculo do traço/dosagem do concreto. 15 2.7.1 Materiais 1) Cimento CP III - 32 Densidade: 1120 kg/m³ γ : 3030 kg/m ³ 2) Areia ( Agregado miúdo ) Tipo: Areia média Mf: 2,568 ≅ 2,6 Dmáx: 2,4 mm γ: 2,611 g/cm³ = 2611 kg/m³ μ ( solta ): 1450 kg/m³ μ ( compactada ): 1640 kg/m³ 3) Brita ( Agregado graúdo ) Tipo: Brita 1 Dmáx: 19 mm γ : 2880 kg/m³ μ ( solta ): 1480 kg/m ³ μ ( compactada ): 1650 kg/m ³ 4) Concreto fck: 40MPa Abatimento: 90 mm SD: 4,0 Com posse dessas informações pode-se calcular o traço do concreto a ser empregado nos elementos, o cálculo será apresentado a seguir. 2.7.2 Cálculo do traço do concreto Como dito anteriormente o traço do concreto a ser empregado nos elementos estruturais foi calculado através do método estabelecido pela ABCP que consiste em: 1) Determinação do fc 28 O fc 28 é determinado através da seguinte equação: f c28 f ck (1, 5 x SD) 32 (1, 5 x 4) 38, Mpa= + 6 = + 6 = 6 16 2) Determinação do fator a/c O fator água/cimento (a/c) é determinado através de um gráfico que relaciona o e a resistência normal do cimento aos 28 dias, esse gráfico é conhecido c28f como “Curva de Abrams do Cimento” Figura 7 - Gráfico para a determinação da relação água/cimento (a/c) em função das resistências do concreto e do cimento aos 28 dias de idade ( Rodrigues,1998 ) Através da utilização desse gráfico obtém-se o seguinte resultado: c 0, 5 a/ = 4 3) Determinação aproximada do consumo de água O consumo de água (Ca) é determinado através de uma tabela que relaciona o abatimento (mm) e a dimensão máxima do agregado graúdo (Dmáx). Figura 8 - Tabela para a determinação do consumo de água (Ca) em função do abatimento do concreto e da dimensão máxima característica do agregado graúdo. 17 Empregando o valor de abatimento de 70mm e Dmáx de 19 mm obtém-se o seguinte resultado: a 200 l m³ C = / 4) Determinação do consumo de cimento (Cc) O consumo de cimento é determinado através da seguinte equação: kg/m³ c C = Ca a c / = 200 0,45 44, 4 = 4 4 5) Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb) Para determinar o consumo de agregado graúdo (Cc) primeiro é necessário determinar o volume de brita (Vb) através de uma tabela que relaciona o módulo de finura do agregado miúdo (Mf) e a dimensão máxima do agregado graúdo (Dmáx). Figura 9 - Tabela para a determinação do volume de brita (Vb) em função do módulo de finura do agregado miúdo e da dimensão máxima característica do agregado graúdo. Empregando o Mf de 2,6 e Dmáx de 19 mm obtém-se o seguinte resultado: b 0, 90V = 6 Com esse valor pode-se calcular o consumo de brita (Cb) através da seguinte equação: b V b x Mu (compactada) 0, 90 x 1650 1138, kg m³ C = = 6 = 5 / 6) Determinação do consumo de agregado miúdo (Cm) Para determinar o consumo de agregado miúdo é necessário primeiro determinar o volume de areia (Vm) a partir da seguinte equação: m 1V = − ( γc Cc + γb Cb )+ γa Ca 1 = − ( 3030 444,44 + 2880 1138,5 )+ 2001000 , 58 kg m³ = 0 2 / Com esse valor pode-se calcular o consumo de agregado miúdo (Cm) através da seguinte equação: m m x V m 2611 x 0, 58 673, 38 kg m³ C = γ = 2 = 6 / 18 7) Apresentação do traço O traço final é apresentado da seguinte forma: imento reia rita c c : a : b : a/ Para determinar esses valores utiliza-se a seguinte equação: c Cc Cm Cc Cb Cc Ca cc C / : / : / : / Logo: 44, 4 444, 4 673, 38 444, 4 1138, 444, 4 200 444, 4 = 4 4 / 4 : 6 / 4 : 5/ 4 : / 4 Portanto, o traço final pode ser expressado através de: 1, 16 , 62 0, 51 : 5 : 2 5 : 4 2.8 Lançamento da estrutura Com posse do projeto arquitetônico, foi realizado o lançamento estrutural do edifício, constituindo a primeira fase do projeto estrutural. É importante destacar semprea inter-relação entre os projetos arquitetônicos e estruturais, definindo o posicionamento e as dimensões preliminares dos diversos elementos estruturais, sendo esta uma etapa preliminar no dimensionamento da estrutura. O lançamento da estrutura foi feito através da planta de fôrmas, que foi confeccionada no AutoCAD e será apresentada a seguir. Define-se como planta de formas uma das plantas do Projeto de Fundação e do Projeto Estrutural, usada para identificar e posicionar as vigas, pilares, lajes, sapatas, blocos e demais elementos importantes para os projetos. As formas são elementos de madeira, aço ou pvc, que permitem a moldagem dos elementos de concreto armado Para a confecção das plantas de formas utilizou-se como base as diretrizes apresentadas no arquivo “Desenhos de formas estruturais em edifícios de concreto armado” que foi disponibilizado pela professora que leciona a referente disciplina. 19 D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 3.44 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 O PROJETO LOCAÇÃO DE PILARES NO PAVIMENTO TÉRREO - COMERCIAL ESC. 1:150 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 20 ?????????????????????????????????????????????????????? D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 2.89 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 V01 V01 V01 V02 V02 V02 V02 V03 V04 V05 V04 V05 V03 V03 V01 V 06 V 06 V 06 V 06 V 07 V 08 V 08 V 08 V 09 V 11 L10L09 L08 L02L01 h=18 cm L03 L05 L06 L07 V 10 L04 Área 13,8971 m² Área 12,5395 m² Área 27,5342 m² Área 4,7259 m² Área 24,8803 m² Área 8,1777 m² Área 7,2968 m² Área 43,1258 m² Área 34,0909 m² Área 22,75 m² h=14 cm h=13 cm h=12 cm h=9 cm h=12 cm h=12 cm h= 19 cm h= 13 cm h= 17 cm O PROJETO PLANTA DE FORMAS PAVIMENTO TÉRREO - COMERCIAL ESC. 1:150 ????????????????????????????????????????????????????????????????? 21 ??????????????????????????????????????? D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 3.44 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 O PROJETO LOCAÇÃO DE PILARES NO PAVIMENTO TIPO - RESIDENCIAL ESC. 1:150 ????????????????????????????????????????????????????????????????? 22 ???????????????????????????????????????????????????? D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 2.89 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 V01 V01 V01 V02 V02 V02 V02 V03 V04 V05 V04 V05 V03 V03 V01 V 06 V 06 V 06 V 06 V 07 V 08 V 08 V 08 V 09 V 11 L10L09 L08 L02L01 h=18 cm L03 L05 L06 L07 V 10 L04 Área 13,8971 m² Área 12,5395 m² Área 27,5342 m² Área 4,7259 m² Área 24,8803 m² Área 8,1777 m² Área 7,2968 m² Área 43,1258 m² Área 34,0909 m² Área 22,75 m² h=14 cm h=13 cm h=12 cm h=9 cm h=12 cm h=12 cm h= 19 cm h= 13 cm h= 17 cm O PROJETO PLANTA DE FORMAS PAVIMENTO TIPO - RESIDENCIAL ESC. 1:150 ??????????????????????????????????????????????????????????????? 23 2.8.4 Planta de formas pavimento tipo D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 3.44 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 O PROJETO LOCAÇÃO DE PILARES NA COBERTURA ESC. 1:150 ??????????????????????????????????????????????????????????????? cobertura 24 ??????????????????????????????????????????????? D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 2.89 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 V01 V01 V01 V02 V02 V02 V02 V03 V04 V05 V04 V05 V03 V03 V01 V 06 V 06 V 06 V 06 V 07 V 08 V 08 V 08 V 09 V 11 L10L09 L08 L02L01 h=18 cm L03 L05 L06 L07 V 10 L04 Área 13,8971 m² Área 12,5395 m² Área 27,5342 m² Área 4,7259 m² Área 24,8803 m² Área 8,1777 m² Área 7,2968 m² Área 43,1258 m² Área 34,0909 m² Área 22,75 m² h=14 cm h=13 cm h=12 cm h=9 cm h=12 cm h=12 cm h= 19 cm h= 13 cm h= 17 cm O PROJETO PLANTA DE FORMAS DA COBERTURA ESC. 1:150 ?????????????????????????????????????????????????????????? 25 2.8.6 Planta de formas da cobertura CAPÍTULO 3: PRÉ DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DO EDIFÍCIO DE USO MISTO 3.1 Definição O pré dimensionamento de uma estrutura consiste em uma estimativa inicial das dimensões das seções transversais dos elementos estruturais. Uma maneira de abordar este problema é usar fórmulas simplificadas originadas da resistência dos materiais e da teoria das estruturas. Neste trabalho foram feitos cálculos para o pré dimensionamento que têm como base as normas técnicas brasileiras vigentes que discorrem sobre o assunto, com ênfase na ABNT NBR 6118:2014. nos tópicos seguintes apresentaremos os cálculos e dimensionamentos de pilares, vigas e lajes. 3.2 Pilares 3.2.1 Definição Um pilar é um elemento estrutural vertical usado normalmente para receber os esforços diagonais de uma edificação e transferi-los para outros elementos, como as fundações. Costuma estar associado ao sistema laje-viga-pilar. 3.2.2 Pré dimensionamento dos pilares Tendo como base a planta de locação de pilares apresentada nos itens 2.8.1, 2.8.3 e 2.8.5, e também as plantas de formas apresentadas nos itens 2.8.2, 2.8.4 e 2.8.6 pode-se dar início ao pré dimensionamento dos pilares que tem como base a metodologia apresentada na ABNT NBR 6118 e a apostila “Fundamentos do concreto e projetos de edifício” que nos foi fornecida pela professora que leciona tal disciplina. Inicia-se o pré dimensionamento dos pilares estimando-se sua carga, por exemplo, através do processo das áreas de influência. esse processo consiste em dividir a área total do pavimento em áreas de influência, relativas a cada pilar e, a partir daí, estimar a carga que eles irão absorver. A área de influência de cada pilar pode ser obtida dividindo-se as distâncias entre seus eixos em intervalos que variam entre 0,45 l e 0,55 l, dependendo da posição da estrutura . No projeto utilizou-se apenas a divisão de distâncias entre os eixos de 0,50 l já que contamos com pilares quadrados e esse desenhoserá apresentado a seguir: 26 D A C E F 01 02 04 05 3.44 2.43 3.06 3.75 6. 75 4. 00 4. 60 3.44 4. 40 B 3.44 2.89 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P9 P17 Área P1 11,618 m² 116.180 cm² Área P2 20,8751 m² 208.8751 cm² Área P3 15,6188 m² 156.188 cm² Área P4 6,3281 m² 63.281 cm² Área P5 18,5155 m² 185.155 cm² Área P6 24,9245 m² 249.245 cm² Área P7 14,8275 m² 148.275 cm² Área P8 14,9534 m² 149.534 cm² Área P9 6,3281 m² 63.281 cm² Área P10 14,4679 m² 144.679 cm² Área P11 19,3978 m² 193.978 cm² Área P12 6,0535 m² 60.535 cm² Área P13 7,7396 m² 77.396 cm² Área P16 3,9554 m² 39.554 cm² Área P14 16,2645 m² 162.645 cm² Área P15 7,8654 m² 78.654 cm² Área P17 10,2969 m² 102.969 cm² 3.44 3.44 2.75 2.75 1.88 1.88 3. 32 3. 31 1.72 1.72 2.89 2. 30 2. 30 2. 20 2. 20 2. 00 2. 00 3. 37 3. 37 PILARES ÁREAS DE INFLUÊNCIA IDENTIFICADAS ESC. 1:150 ????????????????????????????????????????????????????????????? 27 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3.2.2.2 Pré dimensionamento dos pilares Tendo como base as áreas de influência dos pilares que foram apresentadas acima pode-se dar início ao pré dimensionamento da área da seção transversal dos pilares através da seguinte equação: c A = 30 x α x A x ( n + 0,7 ) fck + 0,01 x ( 69,2 fck )− Onde: Ac = b x h : área da seção de concreto (cm² ) α : coeficiente que leva em conta as excentricidades da carga A : área de influência do pilar (m² ) n : número de pavimentos-tipo (n+0,7) : número que considera a cobertura, com carga estimada em 70% da relativa ao pavimento-tipo. fck : resistência característica do concreto (kN/cm² ) Vale lembrar que após avaliar a força nos pilares pelo processo de áreas de influência, é determinado o coeficiente de majoração da força normal ( ) que leva em α conta as excentricidades da carga, sendo considerados os valores: α = 1,3 : pilares internos ou de extremidade, na direção da maior dimensão; α = 1,5 : pilares de extremidade, na direção da menor dimensão; α = 1,8 : pilares de canto. Tendo como base todas essas informações apresentadas, pode-se pré dimensionar os pilares, os cálculos serão apresentados abaixo: a) Pilar 1 (P1) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 11,618 x ( 5 + 0,7 ) 926, 30= 4 b) Pilar 2 (P2) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 20,8751 x ( 5 + 0,7 ) 1.387, 66= 1 c) Pilar 3 (P3) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 15,6188 x ( 5 + 0,7 ) 1.037, 81= 8 28 d) Pilar 4 (P4) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 6,3281 x ( 5 + 0,7 ) 504, 09= 6 e) Pilar 5 (P5) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 18,5155 x ( 5 + 0,7 ) 1.230, 69= 3 f) Pilar 6 (P6) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 24,9245 x ( 5 + 0,7 ) 1.656, 52= 2 g) Pilar 7 (P7) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 14,8275 x ( 5 + 0,7 ) 985, 99= 2 h) Pilar 8 (P8) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 14,9534 x ( 5 + 0,7 ) 993, 65= 6 i) Pilar 9 (P9) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 6,3281 x ( 5 + 0,7 ) 504, 09= 6 j) Pilar 10 (P10) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 7,7396 x ( 5 + 0,7 ) 514, 02= 3 k) Pilar 11 (P11) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 19,3978 x ( 5 + 0,7 ) 1.288, 98= 9 l) Pilar 12 (P12) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 6,0535 x ( 5 + 0,7 ) 482, 12= 7 m) Pilar 13 (P13) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 7,7396 x ( 5 + 0,7 ) 514, 02= 3 29 n) Pilar 14 (P14) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,5 x 16,2645 x ( 5 + 0,7 ) 1.080, 89= 7 o) Pilar 15 (P15) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 7,8654 x ( 5 + 0,7 ) 627, 94= 1 p) Pilar 16 (P16) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 3,9554 x ( 5 + 0,7 ) 315, 07= 4 q) Pilar 17 (P17) cm² c A = 3,2 + 0,01 x ( 69,2 3,2 )− 30 x 1,8 x 10,2969 x ( 5 + 0,7 ) 821, 84= 0 3.3 Vigas 3.3.1 Definição Uma viga é um elemento estrutural sujeito a cargas transversais. A viga é geralmente usada no sistema laje-viga-pilar para transferir os esforços verticais recebidos da laje para o pilar ou para transmitir uma carga estrutural concentrada, caso sirva de apoio a um pilar. 3.3.2 Pré dimensionamento das vigas Tendo como base as plantas de formas apresentadas nos itens 2.8.2, 2.8.4 e 2.8.6 pode-se dar início ao pré dimensionamento das vigas que tem como base a metodologia apresentada na ABNT NBR 6118 e a apostila “Fundamentos do concreto e projetos de edifício” que nos foi fornecida pela professora que leciona tal disciplina. Inicia-se o pré dimensionamento das vigas através de uma estimativa grosseira que é dada por: • tramos internos: est h = 12 l0 • tramos externos ou vigas biapoiadas: est h = 10 l0 • balanços: est h = 5 l0 Tendo como base essas informações pode-se dimensionar a altura estimada das vigas ( ) através dos cálculos que serão apresentados a seguir: est h 30 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P8 P9 P7 P10 P11 P12 P13 P15P14 P16 P17 6.88 5.49 3.75 6.88 2.43 3.06 3.75 6.88 2.43 3.44 3.44 3.44 2.88 hest.(trecho 1): hest.(trecho 2): hest.(trecho 3): 688 10 = 68,8 cm 549 12 = 45,75 cm 375 10 = 37,5 cm hest.(trecho 1): hest.(trecho 2): hest.(trecho 3): hest.(trecho 4): 688 10 = 68,8 cm 243 12 = 20,25 cm 306 12 = 25,5 cm 375 10 = 37,5 cm hest.(trecho 1): hest.(trecho 2): 688 10 = 68,8 cm 243 12 = 24,3 cm hest.(trecho 1): hest.(trecho 2): 344 10 = 34,4 cm 344 12 = 34,4 cm hest.(trecho 1): hest.(trecho 2): 344 10 = 34,4 cm 288 5 = 57,6 cm Tramo Externo Tramo Externo Tramo Externo Tramo Externo Tramo Externo Tramo Externo Balanço Tramo Externo Tramo Interno Tramo Interno Tramo Externo Tramo Interno Tramo Externo ESC. 1:125 VIGAS PRÉ DIMENSIONAMENTO - PARTE 1 ESC. 1:125 ??????????????????????????????????????????????????????????? Parte 1 31 a) Viga 1 (V01) b) Viga 2 (V02) c) Viga 3 (V03) d) Viga 4 (V04) e) Viga 5 (V05) P16 P5P13 P10 4.60 4.40 4.00 6.75 P17 P14 4.60 P5 P11 P6 P2 4.40 4.00 6.75 P12 P7 4.00 P8 P3 6.75 P9 P4 6.75 hest.(trecho1): hest.(trecho 2): hest.(trecho 3): hest.(trecho 4): 460 10 = 46,0 cm 440 12 = 36,66 cm 400 12 = 33,33 cm 675 10 = 67,5 cm hest.(trecho 1): hest.(trecho 2): hest.(trecho 3): 440 10 = 44,0 cm 400 12 = 33,33 cm 675 10 = 67,5 cm hest.(trecho único): 460 10 = 46,0 cm hest.(trecho único): 400 10 = 40,0 cm hest.(trecho único): 675 10 = 67,5cm hest.(trecho único): 675 10 = 67,5 cm Tramo Externo Tramo ExternoTramo Interno Tramo Interno Biapoiada Tramo Externo Tramo Externo Tramo Interno Biapoiada Biapoiada Biapoiada VIGAS PRÉ DIMENSIONAMENTO - PARTE 2 ESC. 1:125 ??????????????????????????????????????????????????????????? Parte 2 32 f) Viga 6 (V06) g) Viga 7 (V07) h) Viga 8 (V08) i) Viga 9 (V09) j) Viga 10 (V10) k) Viga 11 (V11)
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