PROJETO ESTRUTURAL
Marcio A. Ramalho
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
CIMENTO PORTLAND
Concepção Estrutural e Ações
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
CIMENTO PORTLAND
PAE / 2
Conceitos Básicos e Definições
Concepção Estrutural
“Determinar paredes estruturais ou não-estruturais para
resistir a ações verticais e horizontais”
Fatores condicionantes
• Utilização da estrutura
• Simetria
• Etc
Sistema Estrutural
“Conjunto de elementos estruturais definidos durante a
concepção da estrutura”
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
CIMENTO PORTLAND
PAE / 3
Principais Sistemas Estruturais
Paredes Transversais
Utilizações principais
• Hotéis, hospitais, escolas, etc
• Edificações de planta alongada em geral
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
CIMENTO PORTLAND
PAE / 4
Paredes Celulares
Utilizações principais
• Edifícios residenciais
ASSOCIAÇÃO
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CIMENTO PORTLAND
PAE / 5
Sistema Complexo
Utilizações principais
• Edifícios de plantas mais complexas
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 6
Cargas Verticais
Cargas
“Ações produzidas pela força de gravidade”
Cargas a serem consideradas dependem de:
• Tipo da edificação
• Utilização da edificação
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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PAE / 7
Para edifícios residenciais
• Reações das lajes dos pavimentos
• Peso próprio das paredes
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 8
Cargas provenientes das lajes
• Permanentes
• Variáveis
Cargas permanentes
• Peso próprio
• Contrapiso
• Revestimento
• Paredes não-portantes
Cargas variáveis
• Sobrecarga de utilização
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 9
NBR 6120 Cargas para Cálculo de Estruturas de Edificações
Peso específico para materiais
Material
Granito ou mármore
Tijolos cerâmicos furados
Tijolos cerâmicos maciços
Argamassa cimento e areia
Concreto simples
Concreto armado
Asfalto
Vidro plano
Peso Específico
kN/m3
28
13
18
21
24
25
13
26
Valores mínimos de sobrecarga de utlização
Carga
kN/m2
Ed. Residenciais: dormitórios, sala, cozinha e banheiro
1,5
Ed. Residenciais: despensa, área de serviço e lavanderia
2
Forros sem acesso a pessoas
0,5
Garagem para veículos de passageiros
3
Escadas sem acesso ao público
2
Varandas
2
Local
ASSOCIAÇÃO
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CIMENTO PORTLAND
PAE / 10
Reações de lajes armadas em uma direção
• 0,5 L entre dois apoios do mesmo tipo
• 0,38 L do lado apoiado e 0,62 L do lado engastado
• 1,0 L do lado engastado, se a outra borda for livre
Reações de lajes armadas em duas direções
• 45 entre dois apoios do mesmo tipo.
• 60 a partir do lado engastado se o outro for apoiado
• 90 a partir de qualquer apoio se a borda vizinha for livre.
ASSOCIAÇÃO
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CIMENTO PORTLAND
PAE / 11
Peso próprio das Paredes
p= •l•h
onde
p : peso da alvenaria por unidade de comprimento
: Peso específico da parede
l : largura da parede
h : altura da parede
Pesos específicos de algumas alvenarias
Tipo de alvenaria
Blocos vazados de concreto
Blocos vazados de concreto preenchidos
com graute
Blocos cerâmicos
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
CIMENTO PORTLAND
Peso específico
kN/m3
14
24
12
PAE / 12
Ações Horizontais
Para Edifícios Residenciais
• Ação dos Ventos
• Desaprumo
• Sismos
Ação dos Ventos
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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PAE / 13
Velocidade Característica
vk = S1 S2 S3 v0
onde
vk : velocidade característica do vento
v0 : velocidade básica (figura 1 da NBR 6123)
S1 : fator topográfico (item 5.2 da NBR 6123)
S2 : fator de rugosidade e regime (tabela 2 da NBR 6123)
S3 : fator estatístico (tabela 3 da NBR 6123)
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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PAE / 14
Fator Topográfico S1
3
6
17
45
: S1 = 1,0
: S1(z) = 1 + ( 2,5 - z / d ) tg ( - 3 )
: S1 (z) = 1 + ( 2,5 - z / d ) 0,31
onde
z : altura do ponto a partir da superfície do terreno
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 15
Fator de Rugosidade e Regime S2
Categoria do Terreno
I : superfícies lisas de grandes dimensões (mais de 5 km na direção e
sentido do vento incidente)
II : terreno aberto, em nível, poucos obstáculos isolados (árvores ou
pequenas construções)
III : terrenos planos com obstáculos como muros, edificações baixas e
esparsas
IV : terreno com obstáculos numerosos em zonas florestal,industrial e
urbanizada
V : terreno com obstáculos numerosos e altos, como centro de grandes
cidades
Classe da Edificação
A : edificações com maior dimensão menor que 20 m
B : edificações com maior dimensão entre 20 e 50 m
C : edificações com maior dimensão maior que 50 m
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 16
Coeficiente S 2 (NBR 6123)
Z
(m)
5
10
15
20
30
40
50
60
I
Classe
A
B
C
II
Classe
A
B
C
Categoria
III
Classe
A
B
C
IV
Classe
A
B
C
V
Classe
A
B
C
1,06 1,04 1,01 0,94 0,92 0,89 0,88 0,86 0,82 0,79 0,76 0,73 0,74 0,72 0,67
1,10 1,09 1,06 1,00 0,98 0,95 0,94 0,92 0,88 0,86 0,83 0,80 0,74 0,72 0,67
1,13 1,12 1,09 1,04 1,02 0,99 0,98 0,96 0,93 0,90 0,88 0,84 0,79 0,76 0,72
1,15 1,14 1,12 1,06 1,04 1,02 1,01 0,99 0,96 0,93 0,91 0,88 0,82 0,80 0,76
1,17 1,17 1,15 1,10 1,08 1,06 1,05 1,03 1,00 0,98 0,96 0,93 0,87 0,85 0,82
1,20 1,19 1,17 1,13 1,11 1,09 1,08 1,06 1,04 1,01 0,99 0,96 0,91 0,89 0,86
1,21 1,21 1,19 1,15 1,13 1,12 1,10 1,09 1,06 1,04 1,02 0,99 0,94 0,93 0,89
1,22 1,22 1,21 1,16 1,15 1,14 1,12 1,11 1,09 1,07 1,04 1,02 0,97 0,95 0,92
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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PAE / 17
Fator Estatístico – Coeficiente S3 (NBR 6123)
Grupo
Descrição
1
Edificações cuja ruína pode prejudicar o socorro a
pessoas após uma tempestade destrutiva ( hospitais,
quartéis de bombeiros, centrais de comunicação, etc ).
2
Edificações para hotéis, residências, comércio e
indústria com alto fator de ocupação.
3
Edificações industriais com baixo fator de ocupação (
depósitos, silos, construções rurais, etc ).
4
Elementos de vedação ( telhas, vidros, painéis de
vedação, etc).
5
Edificações temporárias e estruturas dos grupos 1 a 3
durante a construção.
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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S3
1,10
1,00
0,95
0,88
0,83
PAE / 18
Pressão de obstrução
q = 0,613 vk2
onde
q : pressão de obstrução em N/m2
vk : velocidade característica em m/s
Força de arrasto
F v = Ca q As
onde
Fv : força do vento (ao nível de cada pavimento)
Ca : coeficiente de arrasto
q : pressão de obstrução
As : área da superfície na qual o vento atua
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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PAE / 19
Coeficiente de arrasto - vento não turbulento
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 20
Coeficiente de arrasto - vento alta turbulência
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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PAE / 21
Condições para consideração de vento turbulento
O regime do vento para uma edificação pode ser considerado de
alta turbulência quando sua altura não não excede a duas vezes a
altura média das edificações da vizinhança estendendo-se estas,
na direção do vento incidente a uma distância mínima de :
• 500 m para edificação até 40 m de altura
• 1000 m para edificação até 55 m de altura
• 2000 m para edificação até 70 m de altura
• 3000 m para edificação até 80 m de altura
ASSOCIAÇÃO
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PAE / 22
Desaprumo (DIN 1053)
1
ϕ=
100 H
onde
: ângulo de desaprumo (em radianos)
H : altura da edificação
Exemplos de valores
H = 10 m
H = 20 m
H = 30 m
H = 40 m
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE
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= 1/316
= 1/447
= 1/548
= 1/632
PAE / 23
Força horizontal equivalente
Fd = P
onde
Fd : força horizontal por pavimento
P : peso total de um pavimento
: ângulo de desaprumo
ASSOCIAÇÃO
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CIMENTO PORTLAND
PAE / 24
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