Pilar Parede

7/25/2019 Pilar Parede

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FRANA , R.L.S. & KIMURA , A.E.

Resultados de recentes pesquisas para odimensionamento das armaduras longitudinal etransversal em pilares-parede

RICARDO LEOPOLDO E SILVA FRANA

&

ALIO ERNESTO KIMURA


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Analisar numericamente os efeitos localizados de 2a.ordem em pilares-parede atravs de dois modelosdistintos: faixas isoladas (conforme a NBR6118:2003) emalha de barras. Analisar a influncia destes efeitos no dimensionamentodas armaduras longitudinal e transversal (estribos).


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- um elemento de superfcie (uma dimenso espessura pequena em relao s demais,hi < bi / 5) disposto na posio vertical e

submetido a foras axiais e momentos.-Pode ser composto tambm por duas ou maissuperfcies associadas.

1 lmina

BA A

C

3 lminashi bi

b2b1

b3h3

h2

h1

O que ?


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Flambagem Local =Efeitos localizados de 2a ordem

Fonte;Estruturas Metlicas ,Dimensionamento PraticoWalter Pfeil e Michle Pfeil

Fonte de inspirao



Fonte de inspirao

Flambagempor Toro

Flambagem de umaaba do perfil.



Como tratar umpilar-parede?

-Como Barras,quando as cargas sointroduzidas de maneiragradual.A seo transversalpermanece plana.

-Por Elementos Finitos(Chapa ou Casca),quando existemvariaes bruscas defora cortante.A seo transversal NOpermanece plana.



LN

LN

(Planta)

Seo plana



A seo transversal NO permanece plana.

SeoNOplana



- Evitar solues estruturais ondeseja necessria resistncia atoro de Pilares-Parede.

Exemplo de pilar parede no ncleo.


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- Era denominado por parede estrutural (item 3.3.1.1). - Relao b > 5.h - Para efeito de dimensionamento das armaduraslongitudinais era praticamente tratado como um pilarcomum. - Se deveria levar em conta a excentricidade inicial,

excentricidade acidental (ea = 1,5m a 2,5cm) eexcentricidade de 2a. Ordem (1/r aproximada). - J previa o clculo do ndice de esbeltez de cada lminaem funo de sua vinculao nas bordas (item 4.1.2.2). - Para b>=6.h Asmn = 0,4%.Ac. No havia nada emrelao aos efeitos localizados de 2a. ordem. - Para efeito do dimensionamento de armadurastransversais, prescrevia Ast >= 50%.Asl. (item 6.3.1.4)

Como era tratado o pilar-parede ?


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- Relao b>=5.h (item 14.4.2.4). - Prev o clculo do ndice de esbeltez de cada lmina emfuno de sua vinculao nas bordas (item 15.9.2). - Para efeitos de dimensionamento das armaduraslongitudinais, estabelece que, alm dos efeitos locais de 2a.ordem, devem ser contemplados os efeitos localizados de2a. ordem em lminas com esbeltez maior ou igual a 35(item 15.4.1). - Apresenta um processo aproximado para avaliao dosefeitos localizados em lminas com esbeltez inferior a 90

(item 15.9.3). - Para efeito do dimensionamento de armadurastransversais, prescreve Ast >= 25%.Asl. (item 18.5)

Como tratado o pilar-parede ?


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Exemplo de um edifcio no Canada.

Aqui no Brasil, pode-sedefinir um pilar-parede de15cm X 500cm com p-direito de 6m livresNo se deve fazernenhuma consideraoespecial???


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Capitulo 19 do livro Reinforced Concrete Mechanicsand Design -4 editionJames MacGregor James K. Wight

Primeiro livro de concretoarmado onde se tratamPilares-P arede,em suaedio de 2005


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Edifcio de 10 pavimentos em exemplo do livro de MacGregor

Pilar-parede de 30cm X 690cm com piso-a-piso de 3,66 m

l = 42,2


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Efeitos globais

Efeitos locais

Efeitos localizados

Edifcio

Lance de pilar

Pilar-parede

NBR 6118 2003


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Item 15.9.2 - Generalidades

NBR 6118:2003

Para que os pilares-parede possam ser includos como elementoslineares no conjunto resistente da estrutura, deve-se garantir quesua seo transversal tenha sua forma mantida por travamentosadequados nos diversos pavimentos e que os efeitos de 2a ordemlocalizados sejam convenientemente avaliados.

Nesteexemplo otravamento

deve serconferido poruma ligaoadequada da

escada !!

NBR 6118 2003


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Os efei tos loc alizados d e 2 a ordem de p i la res parede pod em ser

desp rezados se para cada lmin a.

Item 15.9.2 - Dispensa da anlise dos efeitos localizados de2a ordem

NBR 6118:2003

BA

C

b2b1

b3h3

h2

h1

ou

3546,3


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NBR 6118:2003

Item 15.9.2 - Dispensa da anlise dos efeitos localizados de2a ordem


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O efeito localizado de 2a. ordem deve ser considerado atravs da decom po sio do pi lar parede em faixas vert icais de largura a i, que devem

ser analisados como pilares isolados, ...

Item 15.9.3 (NBR6118:2003) - Processo aproximado p/ considerao do efeito localizado

l > 35 Lmina:

a i = 3.h 100cm Faixa:

1 lmina3 faixas

Decomposio de esforos

Os esforos de 2a. ordem em cada faixa podem sercalculados por mtodos aproximados (1/r, kapa aprox. e kapaN,M,1/r) ou mtodo geral


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Geometria Malha de barras

Modelo espacial

Barras transversais Interao entre faixas

Cada faixa convenientemente discretizada a = 3.h 100cm


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No-linearidade fsica (NLF) Baseada na linearizao do diagrama N,M,1/r (NBR6118:2003)

Para cada faixa , dado As eNd , tem-se uma rigidez EIsec.

No-linearidade geomtrica (NLG) Processo iterativo Convergncia em deslocamentos


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Nd=868tf

M yd=210tf.m

le=3m

b=3m

h=20cm

b = 15.h C.A.A. = II C30 c = 3cm gf=1,4; gf3 = 1,1 M1d,mn

Bi-articulado

l x=52 l y=4

M xd=2,8tf.m/m


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l =52

le=3,0m

3,0m 3 , 0 m

necessrio calcular os efeitos localizados de 2a. ordem

l >35


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21 3 4 5

60cm 4 20mm (2,3 )

Mtodo geral

Asl = 23cm2/m

Dimensionamento com efeitos localizados de 2a. ordem Processo aproximado)

7,5

Envoltria resistente

M1d,mn

Md,tot

5

(Notao vetorial)

Modelo commalha de barras


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Modelo com malha de barras

21 3 4 5

1 2 3 4 5

12f 20mm8f 20mm4f 20mm8f 20mm12f 20mm

241tf207tf174tf140tf106tf

E.Isec (tf.m2) 70 527 689 723 764

MRd (tf.m) 3,0 9,35,9

6,9 8,0


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Deslocamentos

(Vista frontal)(Perspectiva)

Processo aproximado


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2,0

Momento de 2a. ordem - M2d(tf.m)

1,7

1,5

1,1

1,0

Fora normal - Nd(tf)

241

207

174

140

1062,4

Processo aproximado

Asl


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Momento nas barras transversais - M d,tot(tf.m/m)

0,17

Ast = 0,23cm2/m

Os efeitos de 2a. ordem nogeraram esforos significativos

A direo das armaduras nod d


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necessrio o clculo das direes principais,pois existem momentos torsores importantesem algumas situaes.

n

n

tt

t

t

mm

m

m

coincide com as direesprincipais


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40f 20mm (2,1%)

Pilar-padro com 1/r aproximada

32f 20mm (1,7%)

Pilar-padro com k aproximada

22f 20mm (1,2%)

Pilar-padro com k acoplado a N,M,1/r

24f 20mm (1,3%)

Mtodo geral

Dimensionamento SEMefeitos localizados

Dimensionamento COMefeitos localizados

44 20mm (2,3 )

Ast = 5,8cm2

/m

Asl = 23cm2/m

E m d e

s a c o r d o c

o m a N

B R 6 1 1 8

: 2 0 0 3

Ast = 10,5cm2/mAsl = 21cm2/m


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Dimensionamento S


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112 10mm (0,5 )

SEMefeitos localizados

l =25

l =62

le=1,5m

2,9m 4 , 5 m

le=3,6m

3,0m 4 , 5 m necessrio calcular os

efeitos localizados de 2a. ordem

l >35 E m d e

s a c o

r d o c o

m a N

B R 6 1 1 8

: 2 0 0 3


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Dimensionamento com efeitos localizados de 2a. ordem Processo aproximado)

90 16mm (1,1 )

2 134

5

58cm

678

Mtodo geral

Asl = 11,1cm2/m

Envoltria resistente

M1d,mn

Md,tot

1

(Notao vetorial)

Anlise com malha (Deslocamentos)


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( )

(Vista lateral)(Perspectiva)

Processo aproximado


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Fora normal - Nd(tf)

1,0 4,6

Asl


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Momento nas barras transversais M d,tot(tf.m/m)

Ast = 6,1cm2/m

1,9

8mm c/8cmAst = 55 . Asl

(Vista superior)


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l =25

l =26

le=1,5m

2,9m 4 , 5 m

le=1,5m

3,0m 4 , 5 m

116 10mm (0,5 )


NO necessrio calcular osefeitos localizados de 2a. ordem


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SEM aba COM aba

0,0

( . )

Momento nas barras transversais M d,tot(tf.m/m)


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Ast = 6,1cm2/m Ast = 1,9cm2/m

SEM aba COM aba

8mm c/8cm

Ast = 55 . Asl 6,3mm c/12cm

Ast = 37 . Asl

(Vista superior) (Vista superior)

(tf.m/m)

Nd=3080tf


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M yd=2940tf.m

le=4,5m

2,9m

20cm

C.A.A. = II C40 c = 3cm gf=1,4; gf3 = 1,1 M1d,mn Bi-articulado

5m

d

l x=4 l y=3



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168f 10mm (0,5%)

E m d e

s a c o r d

o c o m

a N B R 6 1

1 8 : 2 0 0

3

l =25

l =72

le=1,5m

2,9m 4 , 5 m

le=4,1m

5,0m 4 , 5 m

necessrio calcular os efeitos localizados de 2a. ordem

l >35



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(Perspectiva)

Deslocamentos


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6,2


I m p o s s v

e l d i m e

n s i o n a r


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E portanto, os resultados desta anlise no podem ser consider dos de formexclusiv para o estabelecimento de uma armadura transversal mnima.

Na modelagem realizada no foram levadas em conta outrasfunes dos estribos, tais como: combate flambagem das barraslongitudinais, resistncia aos esforos de cisalhamento(provocados poraes horizontais e verticais), costura e confinamento nas emendas dasbarras longitudinais e fendilhamento na base.

Este trabalho apresenta tendncias , e no concluses definitivas.


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Anlise experimentais so necessrias.

Existem inmeros casos que ainda precisam ser estudados.

Modelar o elemento pilar-parede de forma mais refinada na anlise global.

Para o futuro:

Melhorar a modelagem com relao s imperfeies geomtricas locais.

Pilar Parede

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