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ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO IESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO I fctfct -- UNLUNL
13 13 ––DISPOSIDISPOSIÇÇÕES CONSTRUTIVAS RELATIVAS A PILARES E PAREDESÕES CONSTRUTIVAS RELATIVAS A PILARES E PAREDESESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO IESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO I
13 13 ––DISPOSIDISPOSIÇÇÕES CONSTRUTIVAS ÕES CONSTRUTIVAS RELATIVAS A PILARES E PAREDESRELATIVAS A PILARES E PAREDES
PROGRAMAPROGRAMA1. Introdução ao betão armado2. Bases de Projecto e Acções3. Propriedades dos materiais: betão e aço4. Durabilidade5. Estados limite últimos de resistência à tracção e à compressão6. Estado limite último de resistência à flexão simples7. Estado limite último de resistência ao esforço transverso8. Disposições construtivas relativas a vigas9. Estados limite de fendilhação10. Estados limite de deformação11. Estados limite últimos de resistência
à flexão composta com esforço normal e à flexão desviada12. Efeitos de segunda ordem provocados por esforço axial13.13.DisposiDisposiçções construtivas relativas a pilares e paredesões construtivas relativas a pilares e paredes14. Estado limite último de resistência à torção
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ÍÍNDICENDICE1. Esforço transverso em pilares e paredes2. Regras gerais para zonas sísmicas3. Disposições construtivas em pilares4. Disposições construtivas em paredes5. Nós viga-pilar
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1.1. ESFORESFORÇÇO TRANSVERSO EM PILARES E PAREDESO TRANSVERSO EM PILARES E PAREDES
θ+θν
α=tgcotg
zbf V wcd1cwmaxRd,
θ⋅= cotgz fs
A V ywdsw
sRd,
VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA:
VEd ≤ VRd,s - valor de cálculo do esforço transversoequilibrado pela resistência da armaduratransversal.
1.0 ≤ cotg θ ≤ 2.545º ≥ θ ≥ 21.8ºfywd = fyd
VEd ≤ VRd,max - valor de cálculo do esforço transversoresistente máximo, correspondente àresistência à compressão das escoras debetão.
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −=ν
250f16.0 ck
1 com fck em MPa
αcw = 1 + σcp/fcd para 0 < σcp ≤ 0.25 fcd
αcw = 1.25 para 0.25 fcd < σcp ≤ 0.5 fcd
αcw = 2.5 (1 - σcp/fcd) para 0.5 fcd < σcp ≤ 1.0 fcd
σcp= - NEd/(Ac + αAs)
Valor corrente em elementos comprimidos: cotg θ = 2 ; θ = 26.6º
1.251.00
0.25 0.5 1.0 σcp/fcd
αcw
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ROTURA POR ESFORÇO TRANSVERSO EM PILARESDEVIDO À ACÇÃO SÍSMICA
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2.2. REGRAS GERAIS PARA ZONAS SREGRAS GERAIS PARA ZONAS SÍÍSMICASSMICASNos elementos estruturais primários para os sismos apenas se podem usar aços das classes de ductilidade B e C.
Classe de ductilidade A B Ck = (ft/fy)k ≥ 1,05 ≥ 1,08 ≥ 1,15
< 1,35
εuk (%) ≥ 2,5 ≥ 5,0 ≥ 7,5 0 2 4 6 8 10 12
ε %
σ MPa
fyk
ftk = k fyk
εuk
No EC8 (EN1998), para efeitos da análise e pormenorização das estruturas para responderem às acções sísmicas, definem-se três classes estruturais:
• classe de ductilidade baixa DCL (low ductility class)• classe de ductilidade média DCM (medium ductility class)• classe de ductilidade alta DCH (high ductility class)
Para a classe de ductilidade média (DCM) não devem ser usados betões de classe de resistência inferior a C16/20 nos elementos estruturais primários.
No que se segue, considera-se que a estrutura é da classe de ductilidade média DCM (medium ductility class).
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Uma estrutura mais dúctil, garantindo maiores deslocamentos horizontais, pode ser menos resistente. δ
δ
E
- E
- δ
As duas estruturas são igualmente eficientes se possuírem a mesma energia de deformação.
δ
E1
E2
δ
E
- E
- δ
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ZONAS CRÍTICAS EM PILARES Momentos devido à acção sísmica
Zonas críticaszonas onde se podem formar rótulas plásticasdevido à acção sísmica
Forças estáticas equivalentes à acção sísmica
lcr - comprimento da zona crítica do pilar
lcl
lcr = max{h; lcl/6; 0.45m}
h
lcr
lcr
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Para uma estrutura possuir maior ductilidade, terá que respeitar maiores exigências de pormenorização nas zonas críticas, designadamente:
• Estribos e cintas mais apertados para:• confinar o betão, garantindo que este resiste
a maiores deformações e ciclos de compressão-tracção;• controlar a encurvadura das armaduras,
as quais estão também sujeitas a maiores ciclos de compressão-tracção. • Menores quantidades de armadura traccionada
e maiores quantidades de armadura comprimida, garantindo, assim, que as armaduras plastificam devido à flexão das vigas.
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Dimensões mínimas dos pilares: bmin = 0.20m; D = 0.25m (valores recomendados)
1.1. DISPOSIDISPOSIÇÇÕES CONSTRUTIVAS EM PILARESÕES CONSTRUTIVAS EM PILARES
ARMADURAS LONGITUDINAIS:• φl,min = 10mm• As,min = max { 0.10 NEd / fyd ; 1% Ac}
• As,max = 4% Ac Nas zonas de emendas por sobreposição este valor pode ser elevado para o dobro.
• Pilares poligonais: devem ser colocados pelo menos um varão em cada canto e um varão em cada face.
• Pilares circulares: devem ser colocados pelo menos 4 varões.(em geral coloca-se pelo menos 6 varões)
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• A distância de um varão não cintado a um varão cintado não deve exceder 0.15m. ≤ 0.20m
≤ 0.15m
≤ 0.15m
• A distância entre dois varões cintados não deve exceder 0.20m nas zonas críticas (EN1998.1).
ARMADURAS TRANSVERSAIS:• φt,min = max {6mm; φl/4}• Espaçamento
• nas zonas correntes sl,max = min {15 φl ; bmin ; 0.30m}• nas zonas críticas sl,max = min {8 φl ; b0/2 ; 0.175m}
• Nas zonas críticas -ν ≤ 0.65 ; ω ≥ 0.8
b0 é a menor dimensão do núcleo cintado, entre eixos das cintas.
b0
Núcleo cintado
• nas zonas de emenda por sobreposição devem ser colocadas pelo menos 3 cintas igualmente espaçadas no comprimento de sobreposição, e o afastamento entre elas não deve exceder sl,max = min {12 φl ; 0.6 bmin ; 0.24m}
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COLAPSO DE PILARES DEVIDOÀ ACÇÃO SÍSMICA
CAUSADA POR INSUFICIÊNCIA DE CINTAGEM DO BETÃO
E DAS ARMADURAS LONGITUDINAIS
Encurvadura das armaduras longitudinais na zona crítica
Esmagamento do betão na zona crítica
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ARMADURAS HORIZONTAISNos pilares fictícios aplicam-se as regras de cintagem dos pilares.
Nas almas as armaduras devem respeitar as regras de dimensionamento e de pormenorização das armaduras de esforço transverso.
PORMENORIZAÇÃO
ARMADURAS VERTICAIS
0.4% Ac ≤ AsV ≤ 4% Ac
sV ≤0.30m
Quantidade de armadura horizontal AsH ≥ 0.5 AsV
Diâmetro da armadura horizontalφH ≥ φV / 4
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