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ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS I Fernanda Aparecida João dos Anjos Resumidamente, todo e qualquer projeto estrutural deve se pautar em quatro aspectos principais: segurança, economia, funcionalidade e qualidade. Visto o crescimento da ocorrência de patologias nas estruturas, a NBR 6118 foca diversos aspectos ligados à durabilidade das mesmas. Estes aspectos incluem a importância da escolha correta do tipo de cimento, que deve preferencialmente ser utilizado ao longo de toda uma obra, como forma de garantia de resultados constantes. CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL CONCEITOS DE QUALIDADE PARA AS ESTRUTURAS DE CONCRETO Registrar o valor do fck em todos os desenhos/memorial gerados no projeto; Especificar as etapas construtivas, como por exemplo, em que “idade” deverá ser retirado o cimbramento; Considerar corretamente a classe de agressividade, o que vai implicar na determinação da resistência mínima a ser considerada, na máxima relação água/cimento e no cobrimento dos elementos estruturais; CONCEITOS DE QUALIDADE PARA AS ESTRUTURAS DE CONCRETO CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL CONCEITOS DE QUALIDADE PARA AS ESTRUTURAS DE CONCRETO Como o sucesso de um cálculo estrutural também depende da execução, cabe ao profissional responsável por esta etapa: escolher a modalidade de preparo do concreto; escolher o tipo de concreto a ser empegado e sua consistência, dimensão máxima do agregado e demais propriedades, de acordo com o projeto e com as condições de aplicação; Atender a todos os requisitos de projeto, inclusive escolher adequadamente os materiais a serem empregados; Quando da concretagem, aceitar ou não o lote de concreto fornecido na obra, verificando se as exigências das normas são atendidas; CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL Lembrar que e toda documentação comprobatória do cumprimento da norma (relatórios de ensaios, laudos e outros) deve estar disponível no canteiro de obra, durante toda a construção, e deve ser arquivada ; CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL CONCEITOS DE QUALIDADE PARA AS ESTRUTURAS DE CONCRETO Estudar o projeto arquitetônico, com total entendimento da edificação e conferência das cotas, cortes, fachadas, alturas, etc.; Através de um software adequado, utilizar os arquivos dwg do pavimento base, que normalmente é o pavimento tipo em função de suas inúmeras repetições. Para facilitar o estudo, o desenho deve ser simplificado “apagando-se” os valores das cotas, os desenhos dos móveis, enfim, procurar trabalhar com um desenho o “mais limpo possível’; CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA Locar os pilares básicos (cantos da escada, caixa de elevadores, cantos do edifício, cruzamento de vigas principais), cuidando com as vagas de garagem (número de vagas e espaço para circulação e manobra dos veículos que deve ser aproximadamente de 5 m). CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA Como as estruturas são normalmente revestidas, deve-se procurar embutir as vigas e os pilares nas alvenarias, “sacrificando” porventura cômodos não tão importantes. Por exemplo, lançar o pilar embutido na parede de uma sala e lançar a dimensão maior para o lado de uma cozinha, banheiro ou lavanderia; Definir a Classe de Agressividade Ambiental (CAA), definindo os recobrimentos para os diversos elementos estruturais, podendo-se adotar valores diferenciados para as peças externas e internas; CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA A transferência de carga deve ser feita de uma forma o mais direta possível. É bom evitar, na medida do possível, a utilização de apoio de vigas importantes sobre outras vigas (apoios indiretos), bem como, o apoio de pilares em vigas (vigas de transição); Os elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis quanto à geometria e às solicitações, devendo apresentar preferencialmente vãos compatíveis entre si; As dimensões contínuas da estrutura, em planta, devem ser a princípio, limitadas em 25 a 30 metros, para minimizar os efeitos da variação de temperatura ambiente e da retração do concreto, devendo-se usar juntas estruturais ou juntas de separação; CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA Considerando-se que a ação do vento é obrigatória, deve-se procurar utilizar “pórticos planos” ortogonais entre si, com resistência e rigidez adequadas. Portanto, é importante se fazer uma escolha criteriosa na orientação das seções transversais dos pilares; É importante que a estrutura apresente segurança adequada com relação à estabilidade global da construção, conseguida geralmente através da imposição de rigidez mínima às seções transversais dos pilares. CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL ETAPAS E CUIDADOS PARA O LANÇAMENTO DE UMA ESTRUTURA LAJES: • Maciça, a espessura (h) desta pode ser estimada em 2,5% do menor vão, obedecendo-se as condições de carregamento e espessuras mínimas da NBR 6118: • 7 cm para cobertura não em balanço (a versão anterior considerava 5 cm!); • 8 cm para lajes de piso não em balanço • 10 cm para lajes em balanço; • 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN; • 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN; • 15 cm para lajes com protensão apoiadas em vigas, com o mínimo l/42 de apoiadas e l/50 para lajes de piso contínuas. CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS VIGAS: Utilizar preferencialmente uma dimensão de base, de modo que a viga fique embutida na parede, tendo- se o cuidado de verificar se o projeto arquitetônico se refere à parede com ou sem revestimento. Normalmente, os tijolos cerâmicos e os blocos de concreto tem espessuras de 9 cm, 14 cm ou 19 cm; para altura (h) da seção transversal pode-se utilizar aproximadamente h = vão/10 (esta regra não vale para balanços e nem para situações em que exista carga concentrada significativa, como por exemplo nas vigas de transição). CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS VIGAS: Procurar adotar alturas múltiplas de 5 cm, com um valor mínimo de 25 a 30 cm. Esta altura mínima induz à utilização de vãos de pelo menos 2,5 m. Em geral, não devem ser utilizados vãos superiores a 6 metros em função dos valores usuais de pé direito (aproximadamente 280 cm), que permitem espaço disponível, para a altura da viga, em torna de 60 cm; Nas vigas contínuas de vãos comparáveis costuma-se adotar uma altura única estimada através de um vão médio. CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS VIGAS: No caso de apoios indiretos (viga apoiada em outra viga), recomenda-se que a viga apoiada tenha altura menor ou igual à viga que serve de apoio. Se não for possível, deve-se utilizar armadura de suspensão conforme será visto num próximo item; CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS VIGAS: quando se tem um pilar “nascendo” numa viga, a mesma é chamada de viga de transição. Para determinar a dimensão destas vigas é melhor fixar inicialmente a base em função da dimensão do pilar que está nascendo e dos pilares que servem de apoio, e então aplicar os conceitos de que o máximo esforço cortante de cálculo (Vd) não pode ser maior que o máximo permitido (Vrd2); CONCEPÇÃO DE PROJETO ESTRUTURAL OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS VIGAS: na impossibilidade de se ter pilares para diminuir grandes vãos e a altura do pé direito for pequena, pode-se adotar como solução a utilização de escoras (pelo menos duas escoras para que as reações horizontais se anulem e para que não haja tendência de “tombamento”); OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS VIGAS: no caso do pavimento térreo (garagem), para que se tenha uma boa altura para circulação de automóveis, deve-se cuidar para que se tenha uma altura livre mínima de 220 cm; sempre que possível, apoiar as vigas diretamente nos pilares evitando que se apoiem em outras vigas; OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS PILARES: os pilares são normalmente retangulares e posicionados nos cruzamentos das vigas principais e nos cantos da estrutura da edificação. É interessante que se tenha pilares posicionados junto às escadas e caixa de elevadores; os espaçamentos entre os pilares constituem os vãos das vigas, resultando valores geralmente entre 2,5 a 6 metros; as dimensões mínimas dos pilares devem atender as prescrições da NBR 6118: dimensão mínima de 19 cm podendo-se utilizar valores a partir de 14 cm desde que os esforços atuantes sejam majorados por um fator adicional; OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS PILARES: deve-se procurar manter a continuidade vertical dos pilares até a fundação, de modo a se evitar, o quanto possível, a utilização de vigas de transição (pilares apoiados em vigas); OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS em edifícios altos, recomenda-se a utilização de alguns pilares com a função de garantir a estabilidade global da estrutura, garantindo uma rigidez horizontal adequada (pilares de contraventamento); OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS quando se tratar de um pré dimensionamento de um pilar de garagem, mesmo que a carga final seja pequena e consequentemente a dimensão a ser adotada também seja pequena, é interessante que se aumente um pouco a dimensão por causa de eventuais problemas quando da manobra de veículos e por causa da sensação “desagradável” que pilares muito pequenos podem ocasionar quando da passagem de veículos; havendo necessidade de se usar grandes dimensões de pilares, deve-se posicioná-los preferencialmente nos banheiros, cozinhas, áreas de serviço, procurando poupar salas, dormitórios, OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS OBSERVAÇÕES REFERENTES ÀS DIMENSÕES DE ALGUNS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ESQUEMA GENÉRICO DE NÍVEIS Terminada a fase de projeto de uma determinada obra (determinação dos esforços, dimensionamento e detalhamento da armadura), deve-se calcular o quantitativo de materiais a serem utilizados, sendo que os parâmetros usuais de consumo de materiais dependem de diversos tais como complexidade da obra, projeto arquitetônico, etc. TAXAS USUAIS EM UM PROJETO ESTRUTURAL as edificações localizadas na região sul do Brasil geram esforços estruturais muito maiores que do que por exemplo uma edificação localizada na região nordeste por causa da velocidade do vento a ser considerada (vo = 45 m/s no sul e vo = 30 m/s no nordeste). TAXAS USUAIS EM UM PROJETO ESTRUTURAL a localização da edificação dentro da própria cidade (centro, periferia, beira-mar, morro, etc) também interfere na definição da velocidade do vento e na escolha da categoria da agressividade ambiental; os materiais utilizados nas paredes (blocos cerâmicos, de cimento, de gesso, Sical, etc) e espessura destes blocos, dos revestimentos e do contrapiso também influenciam nas taxas de materiais; TAXAS USUAIS EM UM PROJETO ESTRUTURAL quando da utilização de um software específico deve-se modelar corretamente a estrutura, e esta etapa vai depender basicamente da competência e da experiência do projetista. a utilização de valores maiores de fck influencia muito pouco as peças submetidas à flexão simples (lajes e vigas), porém reduz significativamente o consumo de aço nas peças submetidas à flexão composta (pilares), colaborando muito porém com a durabilidade da estrutura; como previsão do custo da estrutura (esqueleto + fundação), pode-se utilizar um valor compreendido entre 20 a 25% do custo da obra, valor este que é bem maior no caso de estruturas muito altas e esbeltas. TAXAS USUAIS EM UM PROJETO ESTRUTURAL Fl 1/14 – locação de pilares e esquema de níveis (numeração dos pilares, dimensões, cotas e cargas atuantes); Fl 2/14 - Locação dos blocos ou Locação das sapatas; Fl 3/14 - Forma do térreo; Fl 4/14 - Detalhamento da armadura da fundação (blocos ou sapatas); Fl 5/14 - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do pavimento térreo; Fl 6/14 - Detalhamento dos pilares; Fl 7/14 - Forma do primeiro pavimento, caso este pavimento seja diferente do pavimento tipo por causa de mudança no projeto arquitetônico ou existência de vigas de transição; Fl 8/14 .... - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do primeiro pavimento (observação: caso a escada seja repetida, basta detalhar uma única vez informando que o detalhamento vale “n” vezes); Fl 9/14 - Forma do pavimento tipo (2º = 3º = 4º = 5º pavimento - “n” x); Fl 10/14 ...... - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do pavimento tipo “n” vezes; Fl 11/14 - Forma da cobertura (inclui os pilares que morrem, os que continuam e os que porventura estejam nascendo), a depender da casa de máquina e caixa d´água que se encontram em posição ainda superior; Fl 12/14 - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do pavimento de cobertura; Fl 13/14 - Forma da casa de máquinas e caixa de água, com detalhamento das peças estruturais envolvidas; Fl 14/14 - Resumo geral dos materiais (volume de concreto, área de forma, peso de armadura para cada folha e para o total da obra). Apresentação do projeto Fl 8/14 - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do primeiro pavimento; Fl 9/14 - Forma do pavimento tipo (2º = 3º = 4º = 5º pavimento - “n” x); Fl 10/14 - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do pavimento tipo “n” vezes; Fl 11/14 - Forma da cobertura; Fl 12/14 - Detalhamento das vigas, lajes, escadas do pavimento de cobertura; Fl 13/14 - Forma da casa de máquinas e caixa de água, com detalhamento das peças estruturais envolvidas; Fl 14/14 - Resumo geral dos materiais (volume de concreto, área de forma, peso de armadura para cada folha e para o total da obra). Apresentação do projeto
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