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Apostila destinada à turma de Projeto Estrutural do curso de Engenharia Civil da Universidade de Fortaleza – UNIFOR, ministrada pelo Professor Marcos Andrew Soeiro PROJETO ESTRUTURAL SOFTWARE TQS Sumário Introdução ................................................................................................................................ 4 1.1. ENTENDENDO O EXEMPLO: .......................................................................................... 5 1.2. CRIANDO O EDIFÍCIO..................................................................................................... 6 1.2.1. Gerais: Identificação do edifício ............................................................................ 6 1.2.2. Modelo: Escolha do modelo a ser utilizado para análise do edifício ..................... 6 1.2.3. Pavimentos: Criação dos números de pavimentos, pé-direito, modelo de análise do pavimento ... ................................................................................................................... 9 1.2.4. Materiais: Escolha da classe de agressividade, fck ... .......................................... 10 1.2.5. Cobrimentos: escolha dos valores dos cobrimentos dos elementos ................... 11 1.2.6. Cargas: Introdução das cargas de ventos, cargas excepcionais, redução de sobrecargas... ..................................................................................................................... 12 1.2.6.1. Verticais: Relacionado à redução de sobrecargas ........................................ 12 1.2.6.2. Vento: Relacionado as cargas de vento ....................................................... 13 1.2.6.3. Adicionais: Cargas excepcionais................................................................... 16 1.2.6.4. Combinações: Lista todas as combinações utilizadas nas análises............... 16 1.2.7. Critérios: Aba para edição dos critério de cálculo, desenho, análise..., para este edifício. ................................................................................................................................ 17 1.3. PREPARANDO E INSERINDO A ARQUITETURA ............................................................ 17 Capítulo 2 – MODELADOR ESTRUTURAL................................................................................. 21 2.1. MODELADOR ESTRUTURAL: .................................................................................... 21 2.1.1. PILARES ............................................................................................................... 21 2.1.1.1. Identificação ................................................................................................ 21 2.1.1.2. Seção ........................................................................................................... 21 2.1.1.3. Modelo ........................................................................................................ 22 2.1.1.4. Grelha/Pavimento ....................................................................................... 22 2.1.1.5. Pórtico ......................................................................................................... 22 2.1.1.6. Detalhamento ............................................................................................. 23 2.1.1.7. Cargas .......................................................................................................... 23 2.1.1.8. Plantas/Seções ............................................................................................ 23 2.1.1.9. Pontos fixos ................................................................................................. 24 2.1.2. VIGAS .................................................................................................................. 25 2.1.2.1. Identificação ................................................................................................ 25 2.1.2.2. Inserção ....................................................................................................... 25 2.1.2.3. Seção/Carga ................................................................................................ 25 2.1.2.4. Modelo ........................................................................................................ 26 2.1.2.5. Interseções .................................................................................................. 27 2.1.2.6. Temperatura/Retração ................................................................................ 27 2.1.2.7. Detalhamento ............................................................................................. 27 2.1.2.8. Definição de cruzamento ............................................................................. 27 2.1.3. LAJES ................................................................................................................... 28 2.1.3.1. Identificação ................................................................................................ 28 2.1.3.2. Seção/Carga ................................................................................................ 29 2.1.3.3. Modelo ........................................................................................................ 31 2.1.3.4. Grelha .......................................................................................................... 31 2.1.3.5. Temperatura/Retração ................................................................................ 32 2.1.3.6. Detalhamento ............................................................................................. 32 2.1.3.7. Catalogadas ................................................................................................. 32 2.1.3.8. Inserindo formas nervuradas ....................................................................... 32 2.1.4. RENUMERANDO ELEMENTOS.............................................................................. 33 2.1.5. INSERINDO CARREGAMENTOS ............................................................................ 34 2.1.5.1. Carga concentrada ....................................................................................... 34 2.1.5.2. Distribuída linearmente............................................................................... 34 2.1.5.3. Distribuída por área ..................................................................................... 35 2.1.6. PARÂMETROS DE VISUALIZAÇÃO E FILTRO DE SELEÇÃO ..................................... 35 2.1.7. CONSISTÊNCIA DA PLANTA E PROCESSAMENTO DO PAVIMENTO ....................... 36 2.1.8. VISUALIZAÇÃO 3D ............................................................................................... 36 2.1.9. SALVANDO O MODELO ESTRUTURAL .................................................................. 36 Capítulo 3 – PROCESSAMENTO E ANÁLISE DO EDIFÍCIO ......................................................... 37 3.1. PROCESSAMENTO GLOBAL ..................................................................................... 37 3.1.1. RESUMO ESTRUTURAL .................................................................................... 39 3.2. VERIFCAÇÃO DOS RESULTADOS .............................................................................. 39 3.2.1. VERIFICAÇÃO DO NOSSO EXEMPLO................................................................. 40 3.2.1.1. Parâmetros Iniciais ...................................................................................... 40 3.2.1.2. Cargas Verticais ........................................................................................... 42 3.2.1.3. Cargas nas Fundações .................................................................................. 44 3.2.1.4. Esforços ....................................................................................................... 45 3.2.1.5. Flechas .........................................................................................................47 Capítulo 4 – DIMENSIONAMENTO E DETALHAMENTO ........................................................... 50 4.1. ESTABILIDADE GLOBAL............................................................................................ 50 4.1.1. Análises de 1ª e 2ª ordem ............................................................................... 50 4.1.2. Estruturas de nós móveis e fixos ..................................................................... 50 4.1.3. Gama Z ............................................................................................................ 51 4.1.4. Parâmetro Alfa (α) .......................................................................................... 53 4.1.5. Parâmetro FAVt ............................................................................................... 57 4.2. PILARES ................................................................................................................... 58 4.2.1. Adimensionais ................................................................................................. 58 4.2.1.1. Força Normal Adimensional (ν) ................................................................... 58 4.2.1.2. Excentricidade relativa (e/h) ....................................................................... 59 4.2.1.3. Momento fletor adimensional (μ) ............................................................... 60 4.2.1.4. Taxa geométrica de armadura (ρ)................................................................ 60 4.2.1.5. Taxa mecânica de armadura (ω) .................................................................. 60 4.2.1.6. Índice de esbeltez (λ) ................................................................................... 60 4.2.2. Relatório de Pilares ......................................................................................... 62 4.2.3. Editor Rápido de Armaduras de Pilares ........................................................... 65 4.3. VIGAS ...................................................................................................................... 68 4.3.1. Relatório de Vigas ........................................................................................... 69 4.3.2. Edição Rápida de Armaduras de Vigas............................................................. 71 4.4. LAJES ....................................................................................................................... 74 4.4.1. Edição Rápida de Armaduras de Lajes ............................................................. 77 Capítulo 5 – PLOTAGEM ......................................................................................................... 83 5.1. LAYOUT DE PLANTAS .............................................................................................. 83 ANEXOS .................................................................................................................................. 85 Anexo A – Aceleradores de Comandos ................................................................................... 85 Anexo B – Arquitetura e Formas dos Pavimentos .................................................................. 87 Anexo C – Ábaco para Dimensionamento de Pilares à Flexão Composta ............................... 92 4 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Introdução O CAD/TQS é um conjunto de ferramentas para cálculo, dimensionamento, detalhamento e desenho de estruturas de concreto armado, protendido e pré-moldado. Este software é desenvolvido pela TQS Informática Ltda., que lançou a primeira versão do CAD/TQS em 1986. O principal objetivo da TQS Informática Ltda. é o desenvolvimento de uma ferramenta computacional adequada, onde o engenheiro possa desenvolver o projeto estrutural com segurança, qualidade e produtividade de tal forma que sua atuação seja competitiva no mercado de projetos. O principal objetivo deste apostila é ilustrar, através de um exemplo prático e simples, alguns dos principais comandos e funções do CAD/TQS. Aqui apresentamos o projeto completo de um duplex comercial, desde a apresentação do projeto de arquitetura, a concepção estrutural até a visualização dos resultados. Vale lembrar que, mesmo esta apostila ser voltada para um treinamento, é importante lembrarmos que a utilização do CAD/TQS não elimina a responsabilidade do engenheiro. Segundo a própria TQS: "Se sistemas computacionais fizessem projetos estruturais, não precisaríamos de engenheiros. Isto, entretanto não acontece. O CAD/TQS funciona apenas como uma ferramenta de trabalho a serviço do engenheiro, e o ajudará na produção de projetos, que serão tão bem elaborados quanto for o trabalho de concepção e análise desenvolvido por ele. A mera produção de desenhos de detalhamento de concreto pelo computador não implica em um projeto tecnicamente correto. O CAD/TQS não toma decisões de engenharia, e não tem a finalidade de ensinar a elaborar projetos estruturais." Sendo assim, por ser responsável pela realização do projeto, o engenheiro é obrigado a validar tanto os dados de entrada quanto os resultados obtidos, usando todos os recursos à sua disposição. 5 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Capítulo 1 – ENTENDENDO O EXEMPLO e CRIANDO O EDIFÍCIO Marcos Andrew R. Soeiro - 2017 1.1. ENTENDENDO O EXEMPLO: Trata-se de um comercial, com térreo, um pavimento superior e uma coberta, em Fortaleza-Ce, de concreto armado, de acordo com o corte esquemático a seguir. Figura 1. 1 - Corte Esquemático do Edifício A seguir as plantas de arquiteturas utilizadas e as plantas de fôrmas da estrutura, nas quais iremos modelar. Todas estão nos anexos no fim da apostila. Figura 1. 2 - Arquiteturas dos Pavimentos Figura 1. 3 - Fôrmas dos Pavimentos 6 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 1.2. CRIANDO O EDIFÍCIO Para criar um edifício novo clicar em “novo edifício” , será apresentado a tela a seguir, onde iremos nomear o Edifício: “Padrão Curso”. Figura 1. 4 - Nomeando o Edifício Depois de criado o edifício, caracterizá-lo, através das abas a seguir: 1.2.1. Gerais: Identificação do edifício Figura 1. 5 - Aba Gerais 1.2.2. Modelo: Escolha do modelo a ser utilizado para análise do edifício Esta parte é de extrema importância para o desenvolvimento do projeto, pois é nela que escolhamos qual modelo estrutural utilizaremos nas nossas análises, para isso iremos discursar um pouco sobre tais modelos. 7 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 6 - Aba Modelo Modelo I Modelo II Figura 1. 7 - Definição dos Modelos I e II Modelo III Modelo IV Figura 1. 8 - Definição dos Modelos III e IV Modelo V Modelo VI Figura 1. 9 - Definição dos Modelos V e VI 8 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro A etapa de análise dos efeitos (esforços e flechas) das ações na estrutura é a mais importante de todo o projeto, por isso a necessidade de se utilizar o modelo estrutural mais representativo possível. A figura a seguir mostra a evolução dos modelos usuais para edifícios de concreto armado. Figura 1. 10 – Evolução dos Modelos Usuais O modelo mais recomendado, trata-se de uma integração de modelos de grelha e pórtico espacial, de pilares e vigas, que seria o modelo IV, por obter resultados extremamente satisfatório com um menor custo computacional. Figura 1. 11 - Detalhando o Modelo IV 9 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Porém existe ainda o modelo VI, onde as grelhas não existem mais. As malhas de barras das lajes estão inseridas no própriomodelo espacial. Dessa forma, uma vez aplicadas as ações no pórtico, todo o conjunto formado pelas vigas, pilares e lajes se deforma de uma maneira totalmente compatível, distribuindo as solicitações entre os elementos de acordo com o equilíbrio espacial de toda a estrutura. Figura 1. 12 - Exemplos de Modelo IV e VI No exemplo do nosso curso, iremos adotar o modelo IV como o mais representativo. 1.2.3. Pavimentos: Criação dos números de pavimentos, pé-direito, modelo de análise do pavimento ... Nesta aba, iremos definir os tipos de pavimentos que temos no edifício, suas quantidades, a classe do pavimento, possíveis títulos opcionais, pés-direitos e o modelo estrutural de análise de cada pavimento. É nesta aba também que inserimos pisos auxiliares para inserção de escadas, mais que veremos posteriormente. As figuras a seguir mostram as definições para os nossos três pavimentos do edifício. Figura 1. 13 - Criação Pavimento Fundação 10 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 14 - Criação Pavimento Tipo Figura 1. 15 - Criação Pavimento Cobertura 1.2.4. Materiais: Escolha da classe de agressividade, fck ... É nesta aba que definimos qual o fck do concreto utilizaremos no edifício e qual classe de agressividade o edifício se encontra. 11 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 16 - Aba Materiais Figura 1. 17 - Tabela de Classes de Agressividade 1.2.5. Cobrimentos: escolha dos valores dos cobrimentos dos elementos Nesta aba definiremos quais os cobrimentos a serem utilizados em cada elemento estrutural, podemos utilizar os valores de norma, como também podemos utilizar valores acima aos da norma, nunca abaixo. Figura 1. 18 - Aba Cobrimento 12 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 19 - Cobrimento de Norma 1.2.6. Cargas: Introdução das cargas de ventos, cargas excepcionais, redução de sobrecargas... Nesta aba podemos ter a possibilidade de escolher a redução de sobrecargas, possibilidade, esta razoável para edifícios altos, porém no nosso caso, não é possível. Nesta aba também se é inserido os dados necessário para o cálculo de vento no edifício, como os valores do vento básico e o cálculo do coeficiente de arrasto, no nosso exemplo, como é apenas um edifício de 2 pavimentos, o vento não possui influencia alguma na análise e dimensionamento, podendo ser assim excluído. 1.2.6.1. Verticais: Relacionado à redução de sobrecargas Figura 1. 20 - Aba Cargas : Verticais ( Redução de Sobrecargas) De acordo com a NBR 6120, há a possibilidade de redução de sobrecargas: "No cálculo dos pilares e das fundações de edifícios para escritórios, residências e casas comerciais não destinados a depósitos, as cargas acidentais podem ser reduzidas de acordo com os valores indicados na Tabela 4". 13 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 21 – Tabela 4, dos Redutores (NBR 6120) 1.2.6.2. Vento: Relacionado as cargas de vento É nesta aba que inserimos os dados relativos ao vento, lembrando que no caso do nosso exemplo, o vento será desconsiderado. Figura 1. 22 – Aba Cargas : Vento (Dados de Vento) 14 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 23 - Ábaco para Cálculo do Coeficiente de Arrasto Abaixo segue um exemplo de cálculo do coeficientes de arrasto e forças de vento, apenas para questão de aprendizado, o mesmo não será apresentado em nosso edifício. 15 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 16 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 1.2.6.3. Adicionais: Cargas excepcionais Nesta aba podemos inserir alguns tipos de cargas excepcionais, que não serão discutidas neste curso. Figura 1. 24 - Aba Cargas : Adicionais 1.2.6.4. Combinações: Lista todas as combinações utilizadas nas análises Figura 1. 25 - Aba Cargas : Combinações 17 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 1.2.7. Critérios: Aba para edição dos critério de cálculo, desenho, análise..., para este edifício. Nesta aba poderão ser acessados e alterados todos os critérios para cada tipo de elemento da estrutura. No nosso caso, não alteraremos nenhum deles, mantendo o “default” do programa. Figura 1. 26 - Aba Critérios Lembrando que, os critérios editados nesta aba, só serão utilizados para o edifício a ser criado. Depois de criado o edifício, o mesmo surgirá na árvore do edifício, de onde a partir dela, podemos acessar informações referentes a cada pavimento, aos pilares, grelhas, fundações, entre outros. Figura 1. 27 - Árvore do Edifício 1.3. PREPARANDO E INSERINDO A ARQUITETURA Para iniciarmos a modelagem estrutural, necessitamos de um desenho de arquitetura para tomarmos partido como referência para nossa concepção estrutural, no entanto, os desenhos normalmente são criados em um editor gráfico CAD, porém o TQS tem seu próprio editor gráfico, no qual precisamos transformar o desenho recebido em formato dwg, dxf, ..., para o formato dwg-tqs. 18 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 1. 28 - Sequência de Comandos para Transformar Arquivo Note que temos outras opções de conversão, que podem ser utilizados caso necessário. Com o desenho transformado, o mesmo poderá ser aberto no editor gráfico do TQS, onde faremos algumas intervenções nele. Vale lembrar que os desenhos transformados devem ficar em alguma pasta dentro do edifício criado, normalmente na pasta “Gerais”, para evitar caso você precise utilizar o modelo em outro computador, o mesmo não se perca. As arquiteturas utilizadas, são as que estão no anexo. A primeira intervenção é em relação à escala dos desenhos, preferencialmente utilizamos os desenho numa escala, de tal forma, que nos permita utilizar as medidas em “cm” no modelador estrutural, para se alterar a escala, seguiremos os seguintes passos. Primeiramente, verificaremos qual a unidade das dimensões do desenho, pois se a mesma já estiver em cm, não há a necessidade de se alterar (utilize o comando shift+F9 para medir distâncias no desenho). Caso, por exemplo, o desenho tiver com medidas em m, devemos acessar o comando “escalar”; selecionar o desenho a ser escalado; entrar com o fator de escala, no caso 100; escolher um ponto onde a partir dele o desenho irá ser escalado, no nosso caso pode ser qualquer ponto; decidir se o desenho original continua existindo ou não, normalmente apagamos o original. Figura 1. 29 - Comando Escalar (Shift+F3) Vale lembrar que estes passos são descritos na tela de comandos do TQS, assim como qualquer outros passos. Figura 1. 30 - Tela de Comandos 19 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro A segunda intervenção, é colocar todos os desenhos de arquitetura referenciados à uma origem comum, para tal, escolhemos um ponto em comum em todos os pavimentos e movemos este ponto para a origem (0,0), desta forma, temos como visualizar no modelador, vários pavimentos sobrepostos, o que facilita a modelagem da estrutura. O comando a ser utilizado é o F4 (mover). Com os desenhos preparados, vamos inseri-los no modelador estrutural, para servir como referência. Para acessar o modelador, devemos selecionar na árvore do edifício, um pavimento qualquer. Com o pavimento selecionado, aparecerá na aba de edição, todos os desenhos ou arquivos passiveis de edição, escolheremos o modelo-estrutural, e acionamos através do comando editar. Figura 1. 31 - Acessando o Modelador Estrutural É no Modelador Estrutural que iremos inserir todos os elementos estruturais, cargas e desenhos de referência da estrutura, para cada pavimento. Primeiramenteiremos inserir todas os desenhos de referência através do comando “referência externa” , onde abrirá a seguinte tela, clique em inserir e procure o arquivo a ser inserido. Figura 1. 32 - Tela Referências Externas Como os desenhos já estão na escala correta e origem, não precisaremos edita-los mais. A ideia da inserção dos desenhos, é que cada pavimento no modelador, tenha pelo menos, a referência do seu pavimento e dos pavimentos logo acima e logo abaixo do mesmo. No tipo, tem-se o costume de inserir todos os desenhos de referência, porém cabe o usuário decidir quais desenhos são importantes ou não para cada pavimento. 20 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Vale lembrar que os desenhos de referência devem estar localizados dentro da pasta do edifício, criada no diretório “C” (C:\TQS\Padrão Curso), para facilitar a utilização do modelo em por outros usuários em outros computadores. Nota-se que há a possibilidade de tornarmos cada desenho visível ou não no modelador estrutural. Nota-se também a existência de um arquivo rascunho, este se faz necessário, caso queira desenhar detalhes que facilitem o entendimento da concepção estrutural. Figura 1. 33 - Modelador Estrutural com a Referência Inserida A partir daqui, podemos dar início a modelagem dos elementos estruturais. 21 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Capítulo 2 – MODELADOR ESTRUTURAL Marcos Andrew R. Soeiro - 2017 2.1. MODELADOR ESTRUTURAL: Para inserir os elementos no modelador, devemos acessar as abas referentes a cada elemento, onde há inúmeras opções de edição; a inserção de elementos no modelador é bem intuitivo e fácil, não requerendo muito desperdício intelectual para tal, porém, a concepção estrutural deverá estar bem definida pelo usuário (posicionamento dos pilares, vigas, tipologias das lajes, cargas a serem utilizadas, ...), a seguir algumas considerações a serem feitas sobre a inserção dos principais elementos estruturais (sapata, pilar, viga e laje). 2.1.1. PILARES Para inserir pilares no modelador, devemos acessar a aba pilares, onde há inúmeras opções de edição de pilares. Figura 2. 1 - Acessando Opção Pilares A opção de “inserir pilares” e “dados atuais” , possuem o mesmo objetivo, porém a opção de “dados atuais” grava os dados para serem inseridos consecutivamente, ideal quando temos vários pilares iguais, caso necessite alterar os dados, edite os “dados atuais”. 2.1.1.1. Identificação Nesta aba, temos a opção de numerar o pilar, inserir um título opcional e definir se o mesmo pode ou não ser renumerado futuramente. Figura 2. 2 - Aba Pilares : Identificação 2.1.1.2. Seção Nesta aba, definimos as dimensões dos pilares, que podem ser retangulares, em “L”, em “U”, circular ou até mesmo com uma poligonal qualquer. O ponto de inserção do pilar no 22 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro modelador pode ser definido também, porém este ponto pode ser alterado facilmente no momento da inserção, através do comando F2, o ângulo do pilar também pode ser definido aqui. Figura 2. 3 - Aba Pilares : Seção 2.1.1.3. Modelo Nesta aba, devemos definir aonde o pilar nasce, que pode ser em uma viga ou uma laje, nas fundações (convencional), ou caso, não queira modelar as fundações, pode-se vincular ao solo. Figura 2. 4 - Aba Pilares : Modelo 2.1.1.4. Grelha/Pavimento Nesta aba, temos a opção de definirmos que tipo de apoio os pilares irão assumir na grelha, tendo opção para a inserção de molas nos apoios. No nosso caso, está aba irá se manter inalterada. Figura 2. 5 - Aba Pilares : Grelha/Pavimento 2.1.1.5. Pórtico Nesta aba, temos a opção de definirmos que tipo de apoio os pilares irão assumir no pórtico espacial, tendo opção para a inserção de molas nos apoios. Como a aba anterior, esta também se manterá inalterada no nosso exemplo. 23 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 6 - Aba Pilares : Pórtico 2.1.1.6. Detalhamento Nesta aba, temos a opção de alterar a altura da fundação, necessário para o correto detalhamento da ancoragem do pilar nas fundações, podemos também rebaixar a base do pilar ou o topo do mesmo. Figura 2. 7 - Aba Pilares : Detalhamento 2.1.1.7. Cargas Nesta aba, temos a opção de fornecer as cargas que chegam nas bases dos pilares, porém esta carga estimada é calculada através do processamento global do edifício. Figura 2. 8 - Aba Pilares : Cargas 2.1.1.8. Plantas/Seções Nesta aba, definimos em que pavimento o pilar nasce e morre, e temos a opção de inserirmos variações de seção nos pilares. 24 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 9 - Aba Pilares : Plantas/Seções 2.1.1.9. Pontos fixos Os “pontos fixos” dos pilares são importantes, pois caso tenhamos pilares variáveis ao longo da altura, é a partir deles que a seção começa a variar, impedindo variações indesejadas. Figura 2. 10 - Disposição dos Pilares 25 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 2.1.2. VIGAS Para inserir vigas no modelador, devemos acessar a aba vigas, onde há inúmeras opções de edição de vigas. Figura 2. 11 - Acessando Opção Vigas Como nos pilares, temos a opção de “inserir” e “dados atuais” . 2.1.2.1. Identificação Nesta aba, temos a opção de numerar a viga, inserir um título opcional e definir se a mesma pode ou não ser renumerado futuramente. Figura 2. 12 - Aba Vigas : Identificação 2.1.2.2. Inserção O ponto de inserção da viga no modelador pode ser definido por esta aba, porém este ponto pode ser alterado facilmente no momento da inserção, através do comando F2. Figura 2. 13 - Aba Vigas : Inserção 2.1.2.3. Seção/Carga Nesta aba, definimos as dimensões das vigas, podemos definir o rebaixo da mesma, caso exista, e a carga distribuída na mesma (alvenarias, peitoril, ...). 26 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 14 - Aba Vigas : Seção/Carga As cargas são separadas em permanentes e acidentais. Vale lembrar que há a possibilidade de cadastrar cargas padrões, variando com a altura da alvenaria, por exemplo, elas irão aparecer na aba “alfanuméricas”. Figura 2. 15 - Opções de Cargas em Vigas 2.1.2.4. Modelo Nesta aba, podemos definir se a viga vai ser analisada ou não como seção “T”, podemos desabilitar o peso próprio da mesma na análise, e podemos também alterar os divisores de inércia à torção e à flexão. Figura 2. 16 - Aba Vigas : Modelo 27 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 2.1.2.5. Interseções Nesta aba, definimos como a viga se relacionará com os demais elementos do pavimento. Esta aba permanecerá inalterada em nosso exemplo. Figura 2. 17 - Aba Vigas : Interseções 2.1.2.6. Temperatura/Retração Nesta aba, temos a opção de consideramos as variações de temperatura na viga. No nosso exemplo, essa aba não será alterada. Figura 2. 18 - Aba Vigas : Temperatua/Retração 2.1.2.7. Detalhamento Nesta aba, temos algumas opções de detalhamento, como simular cortina, verificação de pé-direito duplo, protensão, etc. Figura 2. 19 - Aba Vigas : Detalhamento 2.1.2.8. Definição de cruzamento Quando possuimos vigas apoiadas em outras vigas, devemos definir quem se apoia em quem, pois isto implica no detalhamento e nos diagramas de esforços de cada viga. As opções para tal definição são “definir todos os cruzamentos” ou “definir cruzamento” . A figura a seguir mostra um caso, no qual a V7 se apoia na V2, representado pelo símbolo ( ), onde o mesmo sempre é paralelo a viga de apoio. 28 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos AndrewSoeiro Figura 2. 20 - Exemplo de Cruzamento Figura 2. 21 - Disposição das Vigas nos Pavimentos 2.1.3. LAJES Para inserir lajes no modelador, devemos acessar a aba lajes, onde há inúmeras opções de edição de lajes. Figura 2. 22 - Acessando Opções de Lajes Como nos pilares, temos a opção de “inserir” e “dados atuais” . 2.1.3.1. Identificação Nesta aba, temos a opção de numerar a laje, inserir um título opcional e definir se a mesma pode ou não ser renumerado futuramente. Figura 2. 23 - Aba Lajes : Identificação 29 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 2.1.3.2. Seção/Carga Nesta aba, definimos o tipo de laje que iremos utilizar e suas dimensões, sendo as mais comuns: maciças, nervuradas T e treliçadas. É nesta aba também que inserimos as cargas atuantes nas lajes. No nosso exemplo iremos trabalhar com lajes treliçadas e maciças apenas. Figura 2. 24 - Aba Lajes : Seção/Cargas : Maciça Figura 2. 25 - Aba Lajes : Seção/Cargas : Nervurada T Figura 2. 26 - Aba Lajes : Seção/Cargas : Treliçada Na laje maciça, só há a necessidade de se inserir a altura da mesma, porém nas lajes nervuradas e treliçadas, precisa-se inserir os dados das caixas nervuradas e das treliças existentes no mercado. Por default, o TQS possui algumas caixas com várias modulações e empresas diferentes, assim como as treliças, porém o usuário poderá inserir as de sua preferência. As cargas são separadas em permanentes e acidentais. Vale lembrar que há a possibilidade de cadastrar cargas padrões, variando com o tipo de utilização do pavimento, por exemplo, elas irão aparecer na aba “alfanuméricas”. 30 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 27 - Opções de Cargas em Lajes Para inserir novas caixas das lajes nervuradas, ou treliças, ou até mesmo carregamentos, devemos acessar o comando “tabelas” , no TQS formas e escolher a opção desejada, no caso da opção “tipos de cargas”, a mesma apresenta as tabelas de carregamentos a serem utilizados nas lajes, onde o usuário poderá incluir ou excluir carregamentos. Figura 2. 28 - Tabela "Tipos de Cargas" A opção “formas de lajes nervuradas”, apresenta as tabelas das formas a serem utilizadas nas lajes, onde o usuário poderá incluir novas formas. Figura 2. 29 - Tabela "Formas de Lajes Nervuradas" 31 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro A opção formas de “armações treliçadas”, apresenta as treliças a serem utilizadas nas lajes, onde o usuário poderá incluir novas treliças. Figura 2. 30 - Tabela "Armações Treliçadas" 2.1.3.3. Modelo Nesta aba, definimos se a laje vai funcionar ou não como diafragma rígido. Figura 2. 31 - Aba Lajes : Modelo Outra função das lajes é atuar como diafragmas horizontais rígidos, distribuindo as ações horizontais entre os diversos pilares da estrutura. Nessas circunstâncias, a laje sofre ações ao longo de seu plano, comportando-se como chapa. Conclui-se, portanto, que as lajes têm dupla função estrutural: de placa e de chapa. O comportamento de chapa é fundamental para a estabilidade global da estrutura, principalmente nos edifícios altos. É através das lajes que os pilares contraventados se apoiam nos elementos de contraventamento, garantindo a segurança da estrutura em relação às ações laterais. 2.1.3.4. Grelha Nesta aba, definimos se queremos que uma laje seja discretizada ou não como grelha, esta opção se faz válida quando temos lajes maciças (grelhas planas) em um pavimento definido como grelha de laje nervurada, pois ao criarmos o edifício, decidimos que tipo de grelha será utilizada em cada pavimento Figura 2. 32 - Aba Lajes : Grelha 32 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 2.1.3.5. Temperatura/Retração Nesta aba, temos a opção de consideramos as variações de temperatura na laje. Figura 2. 33 - Aba Lajes : Temperatura/Retração 2.1.3.6. Detalhamento Nesta aba, temos algumas opções de detalhamento, como verificação de dimensões mínimas, protensão, etc. Esta aba não será alterada no nosso exemplo. Figura 2. 34 - Aba Lajes : Detalhamento 2.1.3.7. Catalogadas O TQS grava um arquivo com todos os tipos de lajes e carregamento utilizados neste edificio, para posterior consulta do usuário. Figura 2. 35 - Aba Lajes : Catalogadas 2.1.3.8. Inserindo formas nervuradas Quando utlizamos lajes nervuradas ou treliçadas, precisamos inserir as formas da nervura, para que a grelha seja desenvolvida. Para tal, temos três comandos a utilizar: “inserir forma de nervura”, “copiar forma de nervura” e o “distribuir formas de nervuras”. Primeiramente, o usuário utiliza “Inserir firma de nervura” , escolhe a laje e as dimensões das nervuras, que já estão predefinidas de acordo com a sua escolha durante a inserção da laje, e inseri em algum ponto da laje. Logo após, utiliza o “Distribuir formas de nervuras” , para distribui-la ao longo da mesma. 33 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 36 - Dimensões da Nervura Figura 2. 37 - Disposição das Lajes do Superior Figura 2. 38 - Disposição das Lajes da Cobertura 2.1.4. RENUMERANDO ELEMENTOS Após modelado todos os elementos, existe a possibilidade do usuário renumerar todos os elementos, para que fique de acordo com uma sequência lógica, facilitando a identificação dos mesmos. Figura 2. 39 - Acessando Renumerar Elementos 34 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 40 - Renumerando Elementos 2.1.5. INSERINDO CARREGAMENTOS O TQS possui várias opções de carregamentos que podemos inserir de acordo com a necessidade nos modelos estruturais, iremos estudar os principais carregamentos. Figura 2. 41 - Opções de Carregamentos 2.1.5.1. Carga concentrada Cargas pontuais que normalmente são inseridas nos pilares, que podem ser provenientes das reações de cobertas metálicas, por exemplo. Estas cargas também podem ser inseridas nos vão das vigas e lajes. Nesta opção, também se é possível inserir momentos pontuais. Figura 2. 42 - Cargas Concentradas 2.1.5.2. Distribuída linearmente Cargas linerares que normalmente são nas lajes, que podem ser provenientes das alvenarias nelas apoiada. Estas cargas também podem ser inseridas nos vão das vigas, quando as alvenarias possuem comprimentos menores que os vão das vigas. 35 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 43 - Cargas Lineares 2.1.5.3. Distribuída por área Cargas por área que são aplicadas nas lajes, normalmente representam acréscimos de cargas em regiões pontuais na lajes, como por exemplo, carga de piscina, jardim, máquinas. Figura 2. 44 - Cargas Distribuídas por Área 2.1.6. PARÂMETROS DE VISUALIZAÇÃO E FILTRO DE SELEÇÃO Nesta opção , podemos desligar ou ligar a visualização de diversos elementos do modelo estrutural, como, os carregamentos, as nervuras, capitéis e outros, facilitando assim, a visualização do modelo. Figura 2. 45 - Parâmetros de Visualização O filtro de seleção , nos permite escolher quais os elementos podemos selecionar no modelo, importante quando precisamos apagar, editar ou selecionar vários elementos ao mesmo tempo. 36 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 2. 46 - Filtro de Seleção 2.1.7. CONSISTÊNCIA DA PLANTA E PROCESSAMENTO DO PAVIMENTO Após inserirmos todos elementos de todos os pavimentos, com seus carregamentos, devidamente numerados, precisamos verificar rapidamente a consistência das plantas do pavimentos , para geração correta das formas, caso haja, alguma incompatibilidade nas formas, o TQS avisará, e o usuário avaliará a importância deste aviso. Lembrando que incompatibilização nas formas, geram erros graves no processamento,nos fazendo perder tempo computacional para a correção das mesmas. Podemos também gerar um relatório com estes resultados de consistência. 2.1.8. VISUALIZAÇÃO 3D Podemos acessar a visualização 3D do edificio , a fim de verificarmos visualmente alguma incompatibilidade estrutural. Figura 2. 47 - Modelo 3D 2.1.9. SALVANDO O MODELO ESTRUTURAL Devemos salvar nosso modelo estrutural , toda vez que fizermos alguma alteração no mesmo, para evitar perda de informações. 37 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Capítulo 3 – PROCESSAMENTO E ANÁLISE DO EDIFÍCIO Marcos Andrew R. Soeiro - 2017 3.1. PROCESSAMENTO GLOBAL Depois de verificarmos a consistência do modelo, o mesmo estará apto a ser analisado, o processamento completo permite que todo o edifício seja calculado, com esforços, dimensionamento e detalhamento dos elementos estruturais. No Gerenciador do CAD/TQS execute o comando Processamento Global, marcando todas as opções de dimensionamento , detalhamento e desenho. Figura 3. 1 - Janela Processamento Global No final do processamento será mostrada uma janela com alguns avisos e possíveis erros. Esta janela também pode ser acessada depois, pelo comando “Avisos e Erros” . Figura 3. 2 - Janela de Avisos e Erros Acessando este comando irá abrir o visualizador de erros, onde para cada um dos pavimentos serão detalhadas as mensagens de avisos e erros apresentados pelo processamento global do edifício, cada uma das mensagens serão co-relacionadas graficamente com a indicação em planta da região aonde o problema está ocorrendo. 38 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 3 - Visualizador de Avisos e Erros Partindo do princípio que todas as mensagens são importantes, foi necessário classificá- las em três níveis: Grave, Média e Leve. A ocorrência de uma mensagem de Aviso/Erro GRAVE, implica na necessidade de uma verificação minuciosa, com a finalidade de ELIMINÁ-LA. Diante de uma mensagem de Aviso/Erro MÉDIO, devemos tomar conhecimento da situação real em projeto, na maioria dos casos esta mensagem não deverá necessariamente ser eliminada, porém jamais o projetista poderá ignorá- la. As mensagem de Aviso/Erro LEVE, são apresentadas para chamar a atenção de situações de geometria ou cargas nos elementos estruturais que podem estar em situação equivocada. Para facilitar a apresentação das mensagens é possível parametrizar o que deverá ser mais interessante de ser visualizado em função das etapas de projetos. Figura 3. 4 - Parâmetros Visualização : Avisos e Erros As mensagens poderão ser omitidas em função da seleção quanto as classificações de Grave, Média e Grave. A planta de forma apresentada poderá ter os títulos dos desenhos apresentados ou não. 39 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Controle do tamanho da marca de indicação das mensagens na planta. Controle das corres na planta. Diante das mensagens de Aviso/Erro GRAVE, surge a necessidade de encontrar as causas que geraram a mensagem, a primeira providencia é ler atentamente todos os comentários descritos nas mensagens, que normalmente indica soluções e aonde encontrar o problema. 3.1.1. RESUMO ESTRUTURAL O Resumo Estrutural é um relatório final de processamento que é apresentado ao engenheiro apôs o processamento do edifÌcio. Nele são discretizados uma série de valores de referência e informações essenciais para verificação geral do edifício. Execute o comando “Resumo Estrutural” . Figura 3. 5 - Tela Inicial Resumo Estrutural 3.2. VERIFCAÇÃO DOS RESULTADOS Segundo Alio (2008), verificar uma estrutura calculada por um sistema computacional não significa checar cada um dos mínimos detalhes obtidos pelo computador. Não é isso! Consiste, sim, em analisar os resultados de forma global e abrangente, a fim de evitar que erros grosseiros deixem de ser notados. É praticamente impossível e até mesmo inviável validar todos os resultados de forma 100% exata, mesmo porque são milhares os cálculos realizados internamente pelo software. Na prática, durante a elaboração de um projeto estrutural é necessário avaliar a ordem de grandeza dos resultados. Somente em casos específicos torna-se necessário verificar os valores de forma extremamente precisa. Algumas atitudes devem ser sempre realizadas antes da verificação dos resultados propriamente dita. Vire as costas para o computador e imagine qual o comportamento esperado para a estrutura. Dessa forma, você estará estimulando o seu senso crítico. Pense na estrutura! Uma vez calculado o edifício, é necessário buscar informações de seu processamento de tal forma a averiguar se o comportamento da estrutura está adequado ou não. É necessário ter uma visão ampla do projeto estrutural para garantir um resultado final de qualidade. Por mais complicada que seja uma estrutura, na grande maioria das vezes, é possível checar a ordem de grandeza dos resultados por um modelo simplificado que inclusive pode ser calculado à mão. Engenheiros mais experientes conseguem detectar erros importantes somente 40 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro ao "bater" os olhos nos resultados, pois possuem metodologias simples para validá-los que foram assimiladas ao longo dos anos de trabalho. Muitas vezes, eles conseguem fazer à mão cm uma página A4 o que o computador leva horas de processamento. Em livros de análise de estruturas, bem como em apostilas de graduação, existem inúmeras fórmulas simples que podem ser utilizadas durante a validação de resultados. É interessante tê-las sempre à mão. 3.2.1. VERIFICAÇÃO DO NOSSO EXEMPLO 3.2.1.1. Parâmetros Iniciais Primeiramente, devemos verificar alguns dados da estrutura, como: geometria, ações, modelo estrutural e os dados dos materiais utilizados. O próprio resumo estrutural nos fornece alguns destes dados. Vamos à alguns deles. Figura 3. 6 - Dados Gerais : Resumo Estrutural Figura 3. 7 - Parâmetros de Durabilidade : Resumo Estrutural 41 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 8 - Modelo Estrutural : Resumo Estrutural Figura 3. 9 - Ações e Combinações : Resumo Estrutural 42 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 3.2.1.2. Cargas Verticais Relembrando as cargas verticais utilizadas na estrutura: - Laje do tipo: Permanente: 0,1 tf/m² (L1 e L6) e 0,13 tf/m² (demais) Acidental: 0,15 tf/m² - Vigas do tipo: Alvenaria: 0,35 tf/m (V5) e 0,85 tf/m (demais) - Laje da cobertura: Permanente: 0,1 tf/m² Acidental: 0,1 tf/m² - Vigas da cobertura: Alvenaria: 0,35 tf/m (V1, V4, V5 e V9) Vamos então calcular a carga total resultante em cada pavimento, incluindo o peso- próprio das vigas e lajes. Esta carga é obtida multiplicando a carga em tf/m² obtida pelo valor da área interna das lajes (m²) do pavimento, somado com a carga em tf/m multiplicada pelos comprimentos (m) das vigas do pavimento. 43 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 10 - Grelha Superior 44 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 11 - Grelha Cobertura 3.2.1.3. Cargas nas Fundações Na prática atual, mais notadamente em projetos de edificações de maior porte, o projeto da estrutura é elaborado de forma separada do projeto de fundações, isto é, há escritórios distintos, cada um especialista em sua área (estrutura ou fundação), que precisam trocar informações para que a construção do edifício seja viabilizada. Dessa forma, é muito comum o Engenheiro responsável pelo projeto da estrutura ter que montar um desenho com as cargas nas fundações provenientes de diversos casos de carregamento. Esse desenhoé usualmente chamado de "Planta de cargas" . Trata-se, normalmente, da primeira planta requisitada ao Engenheiro de Estruturas, pois somente com ela é que os Engenheiros Geotécnicos podem dimensionar a fundação que, por sua vez, é inevitavelmente a primeira parte do edifício que necessita ser executada. Figura 3. 12 - Mapa de Cargas Você também pode acessar estas cargas através do caminho “Espacial: Listagens: Resumo Geral de Cargas”, e abre o arquivo CARPIL.LST. 45 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 13 - Listagem : CARPIL 3.2.1.4. Esforços Já foi constatado nos itens anteriores, que as cargas lançadas nas vigas e lajes do edifício foram efetivamente aplicadas nos modelos adotados pelo sistema computacional (grelhas e pórtico espacial), uma vez que as somatórias de reações de apoio foram muito próximas dos valores das cargas aplicadas. Essas cargas aplicadas, antes de resultarem em ações na fundação, geram solicitações (força normal, cortante, momento fletor e torsor) ao longo estrutura. O estudo de como esses esforços são distribuídos na estrutura é fundamental durante o projeto do edifício. É sempre conveniente verificar a ordem de grandeza dos esforços solicitantes nos principais elementos da estrutura pelos modelos aproximados que, inclusive, muitas vezes podem ser resolvidos à mão. Vamos avaliar a ordem de grandeza do momento fletor obtido pelo sistema na viga V6 da cobertura. Acessando o Pórtico Espacial no ELU, obtemos o diagrama de momentos fletores desta viga. Percebe-se um comportamento esperado de uma viga biapoiada, já que seus apoios não são tão rígidos, gerando momentos negativos muito baixos. 46 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 14 - Diagrama V6 : Cobertura Vamos tentar estimar manualmente o valor do momento de forma simplificada. Para isso, iremos analisar a distribuição das cargas no pavimento cobertura, acessando o comando “geração de desenhos” e clicando nas opções abaixo. Figura 3. 15 - Gerando Distribuição das Cargas 47 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 16 - Arquivo TEL0004 : Verificação de Formas Perceba que o valor da carga distribuida na laje é de 0,45 tf/m², a mesma obtida manualmente. Note também que a distribuição dessa carga na V6 resulta em 0,81tf/m, somado com o peso próprio (0,175 tf/m) da mesma temos um total de 0,985 tf/m. O seu vão é de aproximadamente 3,15m, medidos de eixo a eixo de apoio. Figura 3. 17 – Verificação V6 O resultado obtido na análise simplificada foi o mesmo obtido pelo pórtico espacial, Isso comprova que, mesmo com modelos aproximados, é possível checar os resultados emitidos por um sistema computacional. 3.2.1.5. Flechas As flechas também precisam ser verificadas e atender ao E.L.S., as flechas em vigas e em lajes podem ser visualizadas pelas grelhas de cada pavimento, e no pórtico espacial é possível visualizar as deformações laterais do edifício, ambas pelo comando . 48 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 18 - Deformada Pavimento Cobertura Figura 3. 19 - Deformada do Pórtico Espacial Estas flechas e deformações devem ser menores que os limites impostos pela NBR 6118:2014, de acordo com a tabela a seguir: 49 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 3. 20 - Tabela 13.3 da NBR 6118:2014 50 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Capítulo 4 – DIMENSIONAMENTO E DETALHAMENTO Marcos Andrew R. Soeiro – 2017 4.1. ESTABILIDADE GLOBAL 4.1.1. Análises de 1ª e 2ª ordem A análise de primeira ordem, é aquela em que a estrutura está na sua configuração inicial, indeformada, que geram efeitos de primeira ordem. A análise de segunda ordem, é aquela em que a estrutura é analisada a partir de uma configuração deformada, gerando assim efeitos de segunda ordem, nos quais são somados aos de primeira ordem. Os efeitos de segunda ordem, em cuja determinação deve ser considerado o comportamento não linear dos materiais, podem ser desprezados sempre que não representarem acréscimo superior a 10% nas reações e nas solicitações relevantes a estutura. 4.1.2. Estruturas de nós móveis e fixos As estruturas aporticadas podem ser classificadas em nós fixos ou móveis, esta classificação verifica a possibilidade de dispensa da consideração dos efeitos de segunda ordem globais. 51 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 1 - Classificação Nós Fixos e Móveis Dois parâmetros são utilizados para classificar as estruturas, Gama Z e o Alfa, que são discutidos nos próximos itens. 4.1.3. Gama Z Parâmetro que avalia a estabilidade global de um edifício, foi deduzida e criada pelos Engenheiros Augusto Carlos Vasconcelos e Mário Franco. O coeficiente avalia a importância dos esforços de segunda ordem globais, e é válido para estruturas reticuladas de no mínimo 4 andares. De acordo com o item 15.5.3 da NBR 6118:2014, temos: Onde: ΔMtot,d é a soma dos produtos de todas as forças verticais atuantes na estrutura, com seus valores de cálculo, pelos deslocamentos horizontais de seus respectivos pontos de aplicação, obtidos em primeira ordem; ΔM1tot,d é o momento de tombamento, ou seja, a soma dos momentos de todas as forças horizontais, com seus valores de cálculo, em relação à base da estrutura. Como interpretar os valores de gama Z: 52 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro - Valores coerente e comuns de gama Z são números um pouco maior que 1 (um). Ex: 1.10, 1.15, 1.2, etc. - Valores inferiores a 1 (um), ou mesmo negativos, são incoerentes e indicam algum erro durante o cálculo ou análise estrutural. - Valores muitos superiores a 1 (um) indicam que a estrutura é totalmente instável e impraticável. Ex: 1.6, 1.9, 2.0, 3.0, 10,0 etc. - De forma aproximada, a parte decimal do valor gama Z indica a magnitude dos efeitos globais de segunda ordem na estrutura. Ex: 1.10 Efeitos de 2ª ordem em torno de 10% dos efeitos de 1ª ordem, 1.15 efeitos de 2ª ordem em torno de 15% dos efeitos de 1ª ordem, assim por diante. - Considera-se estruturas de nós fixos se o valor de Gama Z for inferior à 1,1. Existem duas considerações importantes definidas na NBR6118:2014 que altera o valor do Gama Z que acabou de ser calculado, são elas: a consideração da não-linearidade física e a formulação de segurança. A não-linearidade física, trata-se de um comportamento presente em estruturas em concreto armado, influenciado principalmente pelas características intrínsecas dos materiais (concreto e aço), que geram uma certa diminuição da rigidez da estrutura. Como resultado direto desta consideração, os deslocamentos aumentam, ocasionando maior instabilidade da estrutura. E conseqüentemente, também aumentam o valor do coeficiente Gama Z. O item 15.7.3 da NBR 6118:2014 diz o seguinte: “Para análises dos esforços globais de 2ª ordem, em estruturas reticuladas com no mínimo 4 andares, pode ser considerada a não linearidade física de maneira aproximada, tomando-se como rigidez dos elementos estruturais os seguintes valores” - Lajes: (EI)sec = 0,3Eci.Ic; - Vigas: (EI)sec = 0,4Eci.Ic para As’ ≠ As e (EI)sec = 0,5Eci.Ic para As’ = As; - Pilares: (EI)sec = 0,8Eci.Ic. 53 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro A formulação de segurança está relacionada ao coeficiente de segurança γf, que nada mais é do que o produto de 3 coeficientes, o γf1, γf2 e γf3, onde cada um é responsável por um critério, como a seguir: - γf1: depende da variabilidade das ações; - γf2: considera a simultaneidade das ações; - γf3 considera possíveis erros naobtenção dos efeitos das ações, como as aproximações feitas em projeto. Caso o projetista tenha totais confiança em sua análise, pode-se desconsiderar o γf3, que no caso entra na formulação com o valor de 1,1. Sendo assim, conseguimos reduzir o Gama Z. Na NBR6118:2014, item 15.7.2 “Análise não-linear com 2ª ordem”, permite-se a avaliação dos esforços finais a partir da majoração dos esforços horizontais para a combinação de carregamento considerada por 0,95xGamaZ, válido somente quando Gama Z ≤ 1,3. Em outras palavras, basta majorar os esforços de primeira ordem provenientes da aplicação das cargas horizontais para se obter os esforços totais. 4.1.4. Parâmetro Alfa (α) Segundo o item 15.5.2 da NBR 6118:2014, uma estrutura pode ser considerada de nós fixos se seu parâmetro de instabilidade α for menor que o valor de α1, de acordo com: 𝛼 = 𝐻𝑡𝑜𝑡 . √𝑁𝑘/𝐸𝑐𝑠.𝐼𝑐 54 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Onde 𝛼1 = 0,2 + 0,1. 𝑛 𝑠𝑒 𝑛 ≤ 3 𝛼1 = 0,6 𝑠𝑒 𝑛 > 4 onde: n = número de pavimentos; Htot = altura total do edifício, medida a partir do topo da fundação ou de um nível muito pouco deslocável do subsolo; Nk = somatório de todas as ações verticais atuantes no edifício (a partir do nível considerado para o cálculo de H), com valor característico; (Ecs.Ic) = (EI)eq = módulo de rigidez da estrutura equivalente, representa o somatório das rigidezes de todos os pilares na direção considerada. O valor de Ic deve ser calculado considerando as seções brutas dos pilares. A rigidez do pilar equivalente deve ser determinada da seguinte forma: - Calcular o deslocamento do topo da estrutura de contraventamento, sob ação do carregamento horizontal na direção considerada; - Calcular a rigidez de um pilar equivalente de seção constante, engastado na base e livre no topo, com altura igual ao edifício, que sujeito à mesma ação apresente deslocamento idêntico. O valor limite de α1 = 0,6 prescrito para n≥4 é, em geral, aplicável às estruturas usuais. Para associações de pilares-paredes e para pórticos associados a pilares-paredes, adotar α1 = 0,6. No caso de contraventamento exclusivamente de pilares-paredes, adotar α1 = 0,7. Quando só houver pórticos, adotar α1 = 0,5. Considerando a estrutura abaixo e sua linha elástica, podemos afirmar que o módulo de rigidez EI é dado por: 𝐸𝐼 = 𝑞. 𝐻4 8. 𝑎 onde: q = ação lateral uniformemente distribuída; H = altura do edifício; a = deslocamento do topo do edifício quando submetido à q. Esta carga q, normalmente é substituída por uma carga pontual e unitária P, no topo do edifício, assim temos a seguinte expressão: 𝐸𝐼 = 𝑃. 𝐻3 3. 𝑎 55 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 2 - Carga Fictícia Para se obter o módulo de rigidez equivalente, devemos considerar modelos bi- dimensionais de pórticos associados de contraventamento nas direções adotadas. Figura 4. 3 - Associação de Pórticos Seguindo alguns critérios: 1 – Associação plana de painéis; 2 – Todos os pórticos e pilares-paredes que contribuem para o contraventamento da direção analisada são posicionados sequencialmente num plano e interligados em cada pavimento por barras rotuladas em suas extremidades, as quais simulam a presença das lajes atuando como diafragma rígido; 3 – Essas barras rotuladas devem ser consideradas com elevada área de seção transversal, para que não ocorra deformação axial nas mesmas; 4 – Para as vigas, os momentos de inércia utilizados devem ser os reais. 56 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 57 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 4.1.5. Parâmetro FAVt O coeficiente FAVt (Fator de amplificação de esforços horizontais ou de vento) também pode ser considerado um parâmetro que avalia a estabilidade global. Além dessa função ele pode ser utilizado como estimador dos esforços de segunda ordem, similar ao 𝛾𝑧. Esse 58 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro coeficiente FAVt é exclusivo do Sistema CAD/TQS. É calculado utilizando-se exatamente a mesma formulação do coeficiente 𝛾𝑧. A diferença é que os deslocamentos horizontais provocados pelas cargas verticais são considerados, ou seja, a única parcela que é calculada de uma maneira diferente em relação ao 𝛾𝑧 são os esforços de segunda ordem. Sendo assim, a formulação do FAVt é a seguinte: Quando temos estruturas não simétricas, como por exemplo, edifício com varandas voltadas apenas para um lado do edifício, varandas estas que constituem balanços, que acabam gerando momentos em cada pavimento, provocando assim, deslocamentos horizontais devido às cargas verticais. Podem-se encontrar também tais deslocamentos em edifícios com vigas de transição, com pilares que mudam de seção no meio da edificação sem simetria, planta não simétrica, taxas de armadura diferentes entre pilares, desaprumo etc. Vale ressaltar que o FAVt é obtido pela aplicação do método aproximado que avalia os efeitos globais de segunda ordem (0,95. 𝛾z), que no nosso caso seria (0,95. FAVt). Agora, qual dos dois coeficientes é utilizado para avaliar a estabilidade no TQS? Dependendo dos deslocamentos produzidos pelas cargas verticais, o FAVt pode ser maior ou menor do que o 𝛾z. Quando os deslocamentos horizontais provocados pelas cargas verticais atuam no sentido do vento, FAVt é maior que 𝛾z. No contrário, quando os deslocamentos oriundos das cargas verticais atuam em sentido oposto ao do vento (favorecendo a estabilidade), FAVt é menor que 𝛾z. O TQS sempre vai adotar o maior dos dois como o majorador de esforços de primeira ordem. 4.2. PILARES 4.2.1. Adimensionais A seguir, serão revisadas as principais variáveis adimensionais presentes no cálculo de pilares. 4.2.1.1. Força Normal Adimensional (ν) A força normal adimensional numa seção é calculada pela seguinte fórmula: Sendo Nsd a força normal solicitante de cálculo, Ac a área bruta da seção transversal e fcd a resistência de cálculo do concreto à compressão. Esta fórmula é bem simples de ser compreendida. Nada mais é que o quociente entre a tensão solicitante e a tensão resistente da seção de concreto, com seus valores de cálculo. Trata-se de um parâmetro que pode fornecer uma referência em relação à magnitude da força normal, possibilitando estabelecer quais as seções dos pilares que podem estar mais próximo do limite de sua resistência à compressão. 59 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Para ν < 0.3, pode-se reduzir as dimensões do pilar e para ν > 1.3, há a necessidade de aumentar a seção do pilar. A formulação da força normal adimensional também pode servir para um pré- dimensionamento da seção transversal. 4.2.1.2. Excentricidade relativa (e/h) Numa seção submetida à flexão composta normal (N + M), pode-se definir uma excentricidade “e” cujo valor é o quociente entre o momento fletor e a força normal: Ainda, é possível definir a chamada excentricidade relativa (e/h) = e/h, sendo h a dimensão da seção na direção analisada. Trata-se de um parâmetro que pode indicar o nível da solicitação do momento fletor numa seção. Exemplo: seja um lance de pilar retangular 20 cm X 60 cm, cuja seção do topo esteja submetido às seguintes solicitações: Figura 4. 4 - Exemplo Excentricidades Pilares Calculando as excentricidades em cada uma das direções, temos: Note que a excentricidade ex é gerada pelo momento fletor em torno do eixo y, e vice- versa. Agora, calculando as excentricidades relativas, temos: Figura 4. 5 - Excentricidades Relativas Apesar dos momentos nas duas direções terem a mesma magnitude, Mx = My = 4,0tf.m, é possível perceber que o momento em tornoda direção menos rígida (My) é mais significativo 60 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro para a seção do que o momento na outra direção, pois gera uma excentricidade relativa maior (ex = 10%). 4.2.1.3. Momento fletor adimensional (μ) O momento fletor adimensional numa seção é calculado pela seguinte fórmula: Sendo Msd o momento fletor solicitante de cálculo, Ac a área bruta da seção transversal, fcd a resistência de cálculo do concreto à compressão e h a dimensão na direção analisada. Trata-se de um parâmetro que serve de base para construção de curvas de interação e ábacos de dimensionamento. 4.2.1.4. Taxa geométrica de armadura (ρ) A taxa geométrica de armadura numa seção é dada por: Sendo As a área total de aço na seção transversal e Ac a área bruta da mesma. Trata-se de um parâmetro que nos dá uma referência com relação à quantidade de armadura numa seção. A norma define valores máximos e mínimos de taxas em seções de pilares. As taxas máximas permitidas por norma são de 4% de Ac, em regiões sem traspasse. 4.2.1.5. Taxa mecânica de armadura (ω) A taxa mecânica de armadura numa seção é dada por: Sendo As a área total de aço na seção transversal, Ac a área bruta da mesma, fyd a resistência de cálculo do aço à tração e fcd a resistência de cálculo do concreto à compressão. Trata-se de um parâmetro que serve de base para construção de ábacos de dimensionamento. 4.2.1.6. Índice de esbeltez (λ) O índice de esbeltez de um lance de pilar depende de sua geometria e das condições de vínculo nos seus extremos, e é calculado pela seguinte fórmula: Sendo le o comprimento equivalente do lance e “i” o raio de giração da seção transversal na direção analisada. Para o caso de seção retangular: Sendo h a dimensão da seção na direção analisada. Para o caso de seção circular cheia: 61 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Sendo D o diâmetro da seção. Por meio do valor do índice de esbeltez, é possível estabelecer o quanto a peça é esbelta, e assim, ter a noção da magnitude dos efeitos locais de 2ª ordem. Veja o exemplo de um pilar retangular de 20cm X 60cm e le=3,0m. Note que, há um índice de esbeltez para cada direção. Figura 4. 6 - Exemplo Esbeltez Pilares O valor de le é função do tipo de vínculo adotado. Veja, a seguir, algumas condições típicas. Figura 4. 7 - Comprimento de Flambagem Um pilar pode ser classificado segundo a sua esbeltez da seguinte forma: 0 < λ ≤ 40 Pilares robustos, pouco esbeltos; 40 < λ ≤ 90 Pilares esbeltos; 90 < λ ≤ 140 Pilares muito esbeltos; 140 < λ ≤ 200 Pilares excessivamente esbeltos; λ > 200 Não pode ser considerado um pilar. Nas estruturas usuais em concreto armado, a grande maioria dos pilares tem um índice de esbeltez inferior a 90. Em certos casos particulares na qual a arquitetura do edifício impõe uma geometria mais ousada, adotam-se pilares mais esbeltos (90 < λ ≤ 140). Casos de pilares com índice de esbeltez superior a 140 são raros e devem ser evitados. 62 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 8 - Lambdas Utilizados Quanto mais esbelto for o pilar, mais detalhado e cuidadoso deve ser o seu cálculo, pois os efeitos locais de 2ª ordem são mais significativos e a tendência de perda de estabilidade é maior. A adoção indiscriminada de pilares esbeltos em um projeto é um risco enorme. O engenheiro deve ter a “sensibilidade” de avaliar o nível de esbeltez de um pilar, isto é, saber diferenciar um pilar robusto de um pilar esbelto. Pilar com índice de esbeltez superior a 90 é muito esbelto e o seu cálculo deve ser realizado com critério. 4.2.2. Relatório de Pilares Os adimensionais λ, ν e ρ podem ser encontrados através do resumo de detalhamento dos pilares, além das armaduras de cada pilar. Figura 4. 9 - Acessando Resumo de Detalhamento Pilares 63 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 10 - Relatório de Pilares com Legenda Vamos tomar como exemplo o P1, e analisar seus resultados. A área do pilar de dimensões 14x35 cm é de 490cm², lembrando que a área mínima por norma é de 360cm², equivalente à um pilar de 19x19cm, no entanto é possível reduzir a dimensão do pilar até 14cm, seguindo duas condições: a primeira compensar o outro lado até atingir a área mínima recomendada e a segunda utilizar coeficientes ponderadores adicionais de acordo com a tabela abaixo. Figura 4. 11 - Tabela 13.1 da NBR 6118:2014 Observe que o TQS encontrou 6φ10 para o P1, não entraremos em detalhes sobre os procedimentos e métodos de cálculo de pilares, pois não é o foco do curso, porém iremos analisar de forma simplificada este resultado. 64 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Observe que pelo cálculo feito manualmente, a área de aço necessária para o P1 seria apenas a armadura mínima, obtida pelo ábaco em anexo, que daria 3φ10, porque será então que foi utilizado os 6φ10? Será que seria possível reduzir a quantidade de barras? Primeiramente devemos saber que precisamos de no mínimo 4 barras no pilar, 1 em cada canto, depois que a bitola mínima por norma é a de 10mm, e depois devemos verificar os espaçamentos mínimos e máximos entre barras, que de acordo com a NBR 6118:2014 são: 𝑒𝑚𝑖𝑛 ≥ { 20𝑚𝑚 ∅ 1,2 ∅𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎 𝑒𝑚𝑎𝑥 ≤ 2. ℎ ≤ 40𝑐𝑚 Onde h é a dimensão do pilar no trecho considerado, ressaltando que o 𝑒𝑚𝑖𝑛 é entre faces de barras e o 𝑒𝑚𝑎𝑥 entre eixos de barras. Para satisfazer com segurança estas condições, principalmente o 𝑒𝑚𝑎𝑥, foi necessário colocar mais 1 barra central, totalizando assim 6φ10. Figura 4. 12 - Espaçamentos das Barras 65 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro No entanto, observando o valor de ν, verificamos que uma redução na seção do pilar seria satisfatória, já que este coeficiente se deu muito baixo, desta forma alterando a dimensão de 35cm para 26cm, preservando a área mínima de 360cm², obtemos: Figura 4. 13 - Relatório Pilares Alterado P1 Observe, que o P1 continua necessitando de armadura mínima, porém a distância entre eixos das barras reduziu, ficando inferior ao 𝑒𝑚𝑎𝑥, não necessitando mais da adição da barra central. Um ponto importante no dimensionamento dos pilares é qual os esforços utilizados no processo, pois além da força normal, temos momentos totais, divididos em algumas parcelas, e nem todas estas parcelas são visíveis no pórtico espacial, apenas por ilustração, a figura a seguir mostra as parcelas que podem compor o momento de cálculo de um pilar, que no caso do P1 foi aproximadamente 0,29 tf.m.yipf Figura 4. 14 - Parcelas do Momento Fletor 4.2.3. Editor Rápido de Armaduras de Pilares O Editor rápido de armaduras, permite visualizar o detalhamento de todas armaduras dos pilares, além de permitir que o usuário altere o detalhamento conforme a sua necessidade. Figura 4. 15 - Acessando o Editor de Pilares O editor mostra as armaduras por lance de pilar, vamos aprender os principais comandos básicos de edição de armadura. Figura 4. 16 - Comandos de Edição de Pilares 66 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Vamos alterar a armadura do lance 1 do P1, que está desta forma: Figura 4. 17 - Armadura P1 Original Vamos inicialmente alterar a saída do pilar, que está de 1m, aumentando para 1,5m e criando um gancho. Iremos utilizar o comando “alterar dados” , e clicar na barra desejada para edição. Figura 4. 18 - Comando “Alterar Dados” Neste quadro temos várias opções, como alterar a bitola do aço (1), alterar o traspasse superior da barra (2), altura do lance (3), altura da fundação (4), dobra inferior (5) e quantidade de barras (6); nonosso caso iremos alterar o item (4) para 150cm e o (5) para 20cm. Observe que devemos alterar a quantidade de estribos na saída do pilar também, utilizando o comando “dados de estribos” . 67 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 19 - Comando "Dados de Estribos" Neste campo podemos alterar a bitola do estribo e grampo (1) se houver, os espaçamentos dos estribos na fundação (2) e no lance (3), sendo possível dividir o lance em 3 trechos, caso necessário, podemos também alterar a altura da fundação (4) e altura do lance ou trechos dos lances (5). Iremos alterar apenas o item (4) para -145cm. Por questões didáticas vamos adicionar mais 2 barras de φ10, iremos utilizar o comando “distribuir entre dois ferros” , clicar no dois ferros de cantos no qual iremos inserir entre eles, depois indicamos quantos ferros iremos adicionar, no nosso caso, 1 barra, verifique que automaticamente a quantidade no ferro longitudinal se altera. Estas são algumas das opções possíveis para edição, as mais utilizadas. Figura 4. 20 - Armadura P1 Editada Normalmente quando alteramos as armaduras neste editor, é interessante verificar se o dimensionamento está satisfatório, utilizando o comando “verificar seção” . Na tela irá surgir as seguintes informações: (1) área da seção, (2) área mínima e a área existente de aço, seguido das taxas de aço e (3) a lista de carregamento utilizado na verificação e o status do dimensionamento. 68 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 21 - Verificação da Seção Alterada 4.3. VIGAS Primeiramente, devemos identificar quais os esforços foram considerados no dimensionamento das vigas. Vamos pegar como exemplo a V2 do pavimento superior e visualizar seus diagramas de envoltória de esforços pelo pórtico espacial. Figura 4. 22 - Diagrama Momento Fletor V2 : Pórtico Espacial Figura 4. 23 - Diagrama Cortante V2 : Pórtico Espacial Veja que são detectados os valores máximos e mínimos ao longo da viga. No meio de seus vãos, há apenas a presença de momento fletor positivo gerado pelas ações verticais. Já, em seus apoios, existem a atuação de momento negativo. Com isso, a viga V2 será dimensionada para os dois vão aproximadamente com os seguintes esforços: +2.61 tf.m no meio do vão 1, -2.03 tf.m no apoio esquerdo do vão 1, -3.21 tf.m no apoio direito do vão 1, 0.64 tf.m no meio do vão 2 e -0.82 tf.m no apoio direito do vão 2. A eles, ainda é necessário adicionar esforços globais de 2ª ordem que neste exemplo são desprezados. 69 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Desta forma, visualmente conseguimos identificar o comportamento e a grandeza dos esforços nas vigas, e como esta etapa necessita da participação efetiva do engenheiro, cabe a ele identificar incoerências nos diagramas. 4.3.1. Relatório de Vigas As armaduras obtidas para estes esforços podem ser visualizadas através do relatório geral de vigas. Figura 4. 24 - Acessando Relatório Geral de Vigas Vamos visualizar no relatório a V2, e verificar as armaduras dimensionadas para ela. Figura 4. 25 - Relatório V2 Observe que o relatório divide a viga por vãos, e cada vão em três trechos (Esquerda, Meio e Direita), e fornece para cada trecho os momentos e os cortantes utilizados no dimensionamento e as armaduras obtidas (As e Asw) juntamente com a configuração de bitolas escolhidas. O relatório também fornece a armadura de pele a ser utilizada e o coeficiente x/d, relativo à altura da linha neutra. Observe que abaixo do As possui um Asl, no qual representa a armadura de compressão que poderá existir em casos com armadura dupla. A seguir temos alguns cálculos manuais para demonstração dos resultados obtidos pelo TQS, com alguns critério de norma. Vamos se basear para o trecho Esquerda do vão 2. 70 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro 71 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 26 - Exemplo Dimensionamento V2 4.3.2. Edição Rápida de Armaduras de Vigas Podemos agora partir para a visualização das armaduras, a partir do editor de armaduras. Figura 4. 27 - Acessando Edição Rápida de Armaduras : Vigas 72 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro O Editor rápido de armaduras, permite visualizar o detalhamento de todas armaduras das vigas, além de permitir que o usuário altere o detalhamento conforme a sua necessidade. Os diagramas de esforços podem também ser visualizados juntamente com o detalhamento, caso seja necessário para um melhor detalhamento. Figura 4. 28 - Detalhamento V2 : TQS Vamos aprender aqui alguns comando básico do editor para chegarmos em um melhor detalhamento, essencial para um bom projeto. Figura 4. 29 - Principais Comandos do Editor Primeiramente iremos uniformizar os espaçamentos dos estribos no vão 1 da viga, na forma que foi detalhado, a execução se torna mais complicada. Iremos também alterar a bitola do estribo de 4.2mm para 5mm, mais usual. Desta forma iremos ter uma distribuição de φ5 c/15. Iremos acionar o comando apagar estribos e clicar nos trechos que pretendo excluir, automaticamente a distribuição não excluída assume todo o vão, caso isso não ocorra, podemos “mover fronteira” e editar manualmente até aonde os estribos terminam. Depois iremos “editar” estribos, para alterar a bitola e o espaçamento do mesmo, faremos isso para os dois vãos. 73 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 30 - Opção Editar Estribos Note que o comando “editar” pode também ser utilizado para alterar a quantidade de ramos que o estribo possui. Em relação as armaduras negativas, iremos prolongar as barras de φ12.5 até o apoio direito e excluir as de φ8, neste caso apenas por questões didáticas. Podemos fazer isto de duas formas: usando “apagar” para excluir as bitolas de φ8 seguido de “alterar ponta” para alongar as barras de φ12.5 até o apoio, ou, usando “juntar” para unir as duas bitolas, assumindo sempre a maior. Iremos utilizar a segunda opção. Lembre-se de seguir sempre os passos descritos no editor de mensagens do TQS. Em relação as armaduras positivas, iremos apenas excluir o ferro N4, através do comando “apagar” e alterar o ferro N3 para bitola de φ12.5mm, utilizando o comando “editar” . Figura 4. 31 - Opção Editar Ferro Longitudinal Observe-se sempre que alterações feitas nas armaduras vão se atualizando automaticamente, como números de estribos, renumeração dos ferros, os cortes transversais, facilitando o serviço de detalhamento do engenheiro. 74 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro Figura 4. 32 - Viga V2 Editada 4.4. LAJES Em relação as lajes, vale lembrar que a distribuição das armaduras na estrutura deve seguir uma certa lógica, isto é, normalmente os elementos mais solicitados possuem uma maior armadura. Não deixe de conferir esta condição pelo menos nos elementos mais importantes da estrutura. Por exemplo, no edifício que está sendo analisado, apesar da altura da laje do pavimento superior tipo ser maior, é de se esperar que as armaduras necessárias na mesma seja maior que a da laje da cobertura, uma vez que a carga aplicada no pavimento superior é superior. Da mesma forma que fizemos para as vigas, iremos avaliar os esforços obtidos nas lajes, através do visualizador de grelhas. Figura 4. 33 - Acessando o Visualizador de Grelhas Iremos desligar as barras de vigas na grelha para melhor visualizar os esforços nas lajes, utilizando a opção “parâmetros de visualização” . Iremos analisar a laje L4 do superior, constituída por lajes treliçadas com altura total de 12cm. 75 UNIFOR - Eng. Civil - Projeto Estrutural - Prof. Marcos Andrew Soeiro
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