DISCIPLINA: ESTRUTURAS DE CONCRETO I

ALEXANDRA GUIMARÃES VIGNOLI M JORGEEng. Civil, Esp. Patologia de Obras Civis, Tecnologista de Concreto

Introdução• O que são sistemas estruturais?

Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.

Definições básicas• O que são sistemas estruturais?

Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.

A Sociedade é um sistema onde os elementos são os indivíduos que se relacionam através de inúmeras funções ou atividades, dando origem a estrutura social.

O corpo humano é um sistema onde os elementos são os órgãos que se relacionam através de inúmeras funções ou atividades, dando origem a estrutura do organismo.

Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha _________________________.

Definições básicasSistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais (lajes, vigas, pilares, arcos ...) que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica (transmitir esforços até a fundação, garantir estabilidade ...).

Laje• Recebe os carregamentos e

transmite para as vigas

Viga• Recebe o os esforços das lajes e

transmite para os pilares

Pilares• Recebem os carregamentos das

vigas e transmite a fundação.

Fundação• Recebe os esforços dos pilares e

transmite ao solo.

Solo• Recebe os esforços da fundação e

dissipa nas diferentes camadas que forma a estrutura do solo.

ELEMENTOS ESTRUTURAIS

Definições básicasO sistema material da edificação capaz de transmitir cargas e absorver esforços, de modo a garantir a estabilidade, a segurança e integridade da construção, cooperando na sua organização espacial e na sua expressão, mediante ao adequado emprego dos materiais, das técnicas, dos processos e dos recursos econômico-financeiros (Weidle apud SILVA, 2000,p.13)

Sistemas Estruturais e a Arquitetura

“Antigamente quando se terminava uma estrutura viam-se apenas lajes e apoios. A arquitetura vinha depois, como uma coisa secundaria e eu queria o contrario essa junção da estrutura com a arquitetura, queria que elas nascessem juntas e fossem bastante sem nenhum detalhe para demonstrar o projeto de arquitetura.” (Oscar Niemeyer)

Projeto

Criação

Análise física

Análise tecnológica

Análise econômica

Concepção Estrutural, materiais

Influência do sistema estrutural na expressão arquitetônica

A principal função, do ponto de vista estrutural, para uma edificação é ser estática:

Estado limite último

Segura

Capacidade de sustentação

Resistência

Estabilidade

Estado limite de serviçoAdequada ao uso

Durabilidade

Estética

Conforto

ConceitoQualquer influência que causa forças ou deformações em uma estrutura.

É a interação da estrutura com a natureza e com o resultado de sua utilização.

Carregamento

Forma de atuação

Concentrada

Distribuída linearmente

Distribuída superficialment

e

Tempo de atuação

Permanente

Acidentais

Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação

Concentrado

• Aplicado a um ponto:• Pilar sobre ou sob laje ou viga;

Um objeto sobre uma laje

A reação de uma viga apoiada sobre outra.

A ação do pilar sobre a fundação

Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação

Distribuída linearmente

• Aplicado em uma direção:• Parede sobre laje;• Parede sobre viga.

Parede sobre laje Parede sobre viga

Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação

Distribuída superficialmente

• Aplicada em uma superfície:• Revestimento de piso;• Pessoas sobre a laje.

Revestimento de pisoUma pilha de cimento sobre laje

Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação

Permanente

São carregamentos atuantes sobre a estrutura por toda sua vida útil, independente de condições externas.

• Peso próprio;• Cobertura;• Alvenaria;• Revestimento;

Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação

Acidental

Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados.

• Vento;• Empuxo;• Frenagem;• Sobrecargas;• Terremoto;• Neve;• Cargas móveis.

Ações Horizontais

Isopletas

NBR-6123

Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação

Acidental

Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados.

• Vento;• Empuxo;• Frenagem;• Sobrecargas;• Terremoto;• Neve;• Cargas móveis. Empuxo horizontal:

Estacionamento semienterrados e enterrados, reservatórios

Métodos empíricos

Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação

Acidental

Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados.

• Vento;• Empuxo;• Frenagem;• Sobrecargas;• Terremoto;• Neve;• Cargas móveis.

Frenagem

Sobrecargas:

NBR 14936

ExercícioBaseado no esquema ao lado definir a carga em:lajes:  L1 vigas: V2 e V5 pilares: P5 Dados:•piso de escritório•revestimento da laje: taco •alvenaria: 1 vez•material: concreto armado•reação da laje L1 nas vigas V1, V3, V4 e V5: 6,25 KN/m•reação da viga V1 sobre os pilares P1 e P2: 42,68 KN•reação da viga V2 sobre a viga V5 e o pilar P5: 2,19 KN•reação das vigas V3 e V4 sobre os pilares P1,P3 e P4: 43,93 KN•reação da viga V5 sobre o pilar P2: 43,33 KN•reação da viga V5 sobre o pilar P4: 44,21KN

ExercícioPara se calcular as cargas em uma edificação, inicia-se sempre de cima para baixo (da cobertura para o térreo) na seguinte sequência: lajes, vigas, pilares e fundações.Portanto, no nosso exemplo, calcularemos primeiramente a carga na laje L1, depois nas vigas V2 e V5 e finalmente no pilar P5.Pode-se ver através do esquema que as cargas são as seguintes:  

Laje L1:

Peso-próprio (distribuída/m2) + revestimento (distribuída/m2) + sobrecarga (distribuída/m2)

 

peso-próprio: pp = 0,10 m . 25 kN/m3 = 2,50 kN/m2

revestimento: rev = 0,50 kN/m2

sobrecarga: sc = 2,00 kN/m2

  total = 5,00 kN/m2

Viga V2:

Peso-próprio (distribuída/m)

 peso-próprio: pp = 0,10 m . 0,50 m . 25 kN/m3 = 1,25 kN/m

 

ExercícioViga V5:

Peso-próprio (distribuída/m) + alvenaria (distribuída/m) + reação da laje L1 (distribuída/m) +  reação da viga V2 (concentrada)

 

peso-próprio: pp = 0,20 m . 0,50 m . 25 kN/m3 = 2,50 kN/malvenaria:  alv = 2,60 m . 3,20 kN/m2 = 8,32 kN/mlaje: laje = 6,25 kN/m  total = 17,07 kN/m

 

ExercícioPilar P5:

Peso-próprio (concentrada) + reação da viga V2 (concentrada)

 peso-próprio: pp = 0,20 m . 0,20 m . 2,60 m . 25 kN/m3 = 2,60 kNreação da viga: viga = 2,19 kN  total = 4,79 kN