ASPECTOS DE PROJETO - UTFPR

Prof. Arthur Medeiros

Pré-fabricados de concreto

ASPECTOS DE PROJETO

Aspectos de projeto

Princípios e recomendações gerais

• Vãos, alturas e cargas

• Execução, transporte, montagem e ligações

Ter em conta que a elaboração do projeto é mais

trabalhosa, pois engloba o planejamento da construção

Resolver as interações da estrutura com as outras

partes da construção:

• Hidráulica

• Sanitária

• Elétrica

• Águas pluviais

• Ar condicionado

Aspectos de projeto

Resolver as interações da estrutura com as outras

partes da construção:

• Hidráulica

• Sanitária

• Elétrica

• Águas pluviais

• Ar condicionado

• Esquadrias

• Impermeabilização

• Isolamento térmico

• BIM

Aspectos de projeto

Uma das principais dificuldades das estruturas de concreto pré-

moldado é a realização das ligações

• limitações de transporte

• limitações de equipamentos de montagem

• custos relacionados a transporte e montagem

Aspectos de projeto

Minimizar o número de ligações

Aspectos de projeto

Minimizar o número de ligações

Aspectos de projeto

Minimizar o número de ligações e elementos

Minimizar o número de elementos

• Produção em série

• Elementos que desempenham mais de uma função

– Painéis alveolares

– Laje TT (laje π)

Lajes

Paredes

Aspectos de projeto

Aspectos de projeto

Utilização de painel π em fechamento (fachada)

Utilizar elementos de mesma faixa de peso

• Equipamento de montagem é dimensionado para os

elementos mais pesados e é mal aproveitado para montar

elementos muito leves

• Se o porte e a logística da obra requerem múltiplos

equipamentos este princípio deixa de ser relevante.

Aspectos de projeto

As facilidades no manuseio, armazenamento,

transporte e montagem estão relacionadas com o peso

e, principalmente, com a forma do elemento

• Forma de L

• Eixo curvo

Aspectos de projeto

Forma dos elementos pré-moldados

Minimizar o consumo de materiais

• Peso dos elementos

• Forma da seção transversal

• Forma do elemento ao longo do seu comprimento

Aspectos de projeto


Aspectos de projeto

As empresas de pré-fabricadostêm, de modo geral, os perfisjá padronizados para osdiversos elementos estruturais.


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto

Esbeltez dos elementos pré-moldados

Aspectos de projeto

Aspectos de projeto

Esbeltez dos elementos pré-moldados

Aspectos de projeto

Rendimento mecânico das seções transversais

Aspectos de projeto

No projeto e análise das estruturas devem ser levados em

conta os aspectos:

a) Comportamentos dos elementos isoladamente;

b) Possíveis mudanças do esquema estático;

c) Análise do comportamento da estrutura pronta.

• Montagem no local definitivo com cimbramento

Aspectos de projeto

É pouco usual subdividir os elementos estruturais, quando necessário

(por limitações de tamanho: fabricação, transporte ou montagem), se

torna obrigatório o uso de pós-tração

• Montagem no canteiro

• e posterior colocação

Situações transitórias

M- =𝑔(𝑥𝑙)2

2

𝑥𝑙 𝑥𝑙𝑙(1 − 2𝑥)

M+ =𝑔(𝑥𝑙)2

8[1 − 4𝑥]

M+ =𝑔(𝑥𝑙)2

8

∆𝑀

Transporte/armazenagem Montagem/posição final


Retirar da forma1 dia fck,1d E1d I parcial

Transporte interno

∆=5

384

𝑞𝑙4

𝐸𝐼Cuidado com deformações excessivas

Considerar ações dinâmicas



Retirar da forma1 dia fck,1d E1d

I parcialTransporte interno

Armazenamento 7 dias fck,7d E7d

∆=5

384

𝑞𝑙4

𝐸𝐼Cuidado com deformações excessivas




I parcial

Transporte interno


Transporte rodoviário *28 dias fck,28d E28dMontagem




I parcial

Transporte interno


Transporte rodoviário *

28 dias fck,28d E28dMontagem

Seção parcial




I parcial

Transporte interno




Seção parcial

Montagem das lajes 30 dias




I parcial

Transporte interno




Seção parcial


Concretagem capa da laje 36 - 60 dias fck,60d E60d I total



I parcial

Transporte interno




Seção parcial


Concretagem capa da laje36 - 60 dias

fck,60d E60d I totalRevestimento

Sobrecargas (USO FINAL) 90 - 180 dias


Efeito dinâmico devido à movimentação da peça

Na falta de uma análise mais exata, pode-se empregar umcoeficiente de ação dinâmica de forma aproximada:

NBR 9062 (2017)


NBR 9062 (2017)


Momentos fletores em painéis devido ao içamento por 4 pontos


Momentos fletores em painéis devido ao içamento por 8 pontos

Tombamento e estabilidade lateral de vigas devido a vínculosincompletos

Deve ser verificada a possibilidade de tombamento eestabilidade lateral durante o içamento de vigas.

Vigas altas com pequena rigidez lateral devem ser verificadasna fase de transporte devido à possibilidade de rotação dosapoios em superelevação da pista de rolamento.


Situações transitóriasInstabilidade lateral


MOMENTOS FLETORES NA ROTAÇÃO




Dimensionamento dos dispositivos de içamento

As alças de içamento são os dispositivos mais comuns.

As alças, e outros dispositivos de levantamento, devem serprojetadas para 4 vezes o peso a ser levantado.

Nas alças podem ser empregados aços CA-25, cordoalhas deprotensão e cabos de aço.

Não devem ser empregados CA-50 e 60 por falta deductilidade.




Possíveis formas de ruptura localizada em alças de içamento

A fase de montagem de estruturas pré-moldadas deve ser objetode grande atenção, devido principalmente à atuação de cargasnão simétricas, ação do vento, desvios de execução doselementos e de montagem e ao fato de as ligações não serem,em muitos casos, efetivadas logo após a colocação doselementos pré-moldados.

Existe indicação de que ¾ dos problemas das estruturas pré-moldadas ocorrem na montagem.


No caso de painéis de laje sobre viga, quando colocados nãosimetricamente, deve-se verificar a excentricidade da carga paraum certo número de painéis, compatível com o esquema demontagem previsto.

A excentricidade da carga produz torção na viga e em sua ligaçãocom o pilar.O pilar e sua ligação com a fundação são submetidos à flexãocorrespondente à torção aplicada na viga.



A montagem de painéis sobre fachadas também devem serobjeto de análise.


Efeitos de carregamento não simétrico em pilares

Estabilidade global

Tolerâncias e folgas

Tolerância – é o valor máximo aceito para o desvio

Desvio (ou erro) – é a diferença entre a dimensão básica (prevista)e a correspondente executada (real)




a) tolerâncias de execução;

b) tolerâncias de montagem;

c) tolerâncias de locação.










Tolerâncias de fabricação para elementos pré-moldados NBR 9062(2017)

Grupo de elementos pré-moldados

Seção ou dimensão Tolerância

Pilares, vigas, pórticos e elementos lineares

Comprimento

L ≤ 5 m ± 10 mm

5 m < L ≤ 10 m ± 15 mm

L > 10 m ± 20 mm

Seção transversal - 5 mm e + 10 mm

Distorção ± 5 mm

Linearidade ± L / 1000

Painéis, lajes, escadas e elementos em placa

Comprimento

L ≤ 5 m ± 10 mm

5 m < L ≤ 10 m ± 15 mm

L > 10 m ± 20 mm

Espessura - 5 mm e + 10 mm

PlanicidadeL ≤ 5 m ± 3 mm

L > 5 m ± L / 1000

DistorçãoLargura ou altura ≤ 1m ± 3 mm a cada 30 cm

Largura ou altura > 1m ± 10 mm

onde L é o comprimento do elemento pré-moldado


Tolerâncias de fabricação para elementos pré-moldados NBR 9062(2017)

Grupo de elementos pré-moldados

Seção ou dimensão Tolerância

Telhas e/ou elementos delgados

Comprimento

L ≤ 5 m ± 10 mm

5 m < L ≤ 10 m ± 15 mm

L > 10 m ± 20 mm

Espessurae ≤ 50 mm - 1 mm e + 5 mm

e > 50 mm - 3 mm e + 5 mm

Distorção ± 5 mm


Estacas

Comprimento ± L / 3000

Seção transversal ou diâmetro ± 5 %

Espessura da parede para seções vazadas + 13 mm / -6 mm


onde L é o comprimento do elemento pré-moldado

COBRIMENTO DAS ARMADURAS

NBR 6118 (2014): Projeto de estruturas de concreto

X

NBR 9062 (2017): Projeto e execução de estruturas de

concreto pré-moldado



NBR 9062 (2017): Pré-moldado

Estruturas híbridas

• Cobertura metálica ou de madeira

• Alvenaria estrutural

• Concreto convencional + concreto pré-moldado

Aspectos de projeto

Utilização de balanços

O balanço em vigas ou sacadas pode representardificuldade para a estrutura pré-moldada.

Vigas paralelas podem ser utilizadas, entre outraspossíveis soluções.

Lajes alveolares possibilitam vãos em balançopequenos.

Aspectos de projeto


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto


http://galpaoprefabricado.com.br/coberturas.html

Aspectos de projeto

http://www2.cassol.ind.br/wp-content/uploads/2011/11/cobertura_com_beiral02.jpg

Aspectos de projetoUtilização de balanços


https://www.dywidag.com.br/projetos/protendidos-dywidag-projetos/ponte-de-laguna-brasil.html

https://www.dywidag.com.br/projetos/protendidos-dywidag-projetos/ponte-de-laguna-brasil.html


http://www.internacional.com.br/conteudo?modulo=2&setor=19&codigo=1334

73


http://pcidesignawards.org/pages/ZZ/links/full/82_file_Image1.jpg


75

http://www.thiel.eng.br






Coordenação modular

A coordenação modular corresponde ao relacionamento entreas dimensões dos elementos e a dimensão da construção pormeio de uma dimensão básica.

O objetivo é criar uma ordem dimensional para a padronização,facilitando a compatibilização do arranjo dos elementos,quanto à estrutura e demais partes da construção.

Aspectos de projeto

O projeto é desenvolvido utilizando uma malha de projeto,feita a partir de uma malha modular, cuja unidade básica é omódulo.

As dimensões dos componentes devem se ajustar à essamalha de projeto.

Cantos e cruzamentos podem apresentar problemas.


Aspectos de projeto


Aspectos de projeto

Estabilidade globalAção da laje como diafragma com núcleo rígido


Núcleo decontraventamento

Laje comportando-secomo diafragma

Ação lateral

Ação lateral

Transferência dos esforços no plano da lajepara o núcleo de contraventamento

Núcleo decontraventamento

Laje comportando-secomo diafragma

Ação lateral

Ação lateral

Transferência dos esforços no plano da lajepara o núcleo de contraventamento



Estabilidade globalMétodos de análise de efeitos de segunda ordem

𝛾𝑍 =1

1 −∆𝑀𝐷∆𝑀1

• Coeficiente Gama-Z (gz)

• Coeficiente Alfa (a)

• P-Delta (P-D)

Força vertical x deslocamento horizontal

Momento de tombamento:Força horizontal x

deslocamento vertical


gz ≤ 1,1 estrutura de Nós Fixos

gz > 1,1 estrutura de Nós Móveis

Efeitos de 2ª ordem podem ser desprezados NBR 6118(2014)

gzSignificado

≈ 1.00 Efeitos de segunda ordem praticamente inexistentes





gzSignificado


1.10 Efeitos de 2ª ordem em torno de 10% dos efeitos de 1ª ordem





gzSignificado








gzSignificado




1.30 Denotam um grau de instabilidade elevado buscar ≤ 1.20





gzSignificado




1.30 Denotam um grau de instabilidade elevado buscar ≤ 1.20

1.50 Estrutura instável e impraticável


Vários coeficientes gz para uma estrutura?

A verificação da estabilidade global de um edifício deve ser feita para TODAS AS COMBINAÇÕES DE CARREGAMENTO (ELU)

E TODAS devem garantir segurança!

As ligações no concreto pré-moldado deixam a estrutura mais deformável

Estabilidade global

Aspectos de projeto

Colapso progressivo ruptura em cadeia

Aspectos de projeto


http://www.ctlgroup.com/projects/tropicana-reinforced-concrete-parking-garage-collapse-evaluation/

Aspectos de projeto


http://southeast.construction.com/southeast_construction_news/2012/1017-fla-garage-project-suffers-progressive-collapse-killing-four.asp

Aspectos de projeto

Como fazer as estruturas resistentes ao Colapso progressivo?

Aspectos de projeto

Como fazer as estruturas resistentes ao Colapso progressivo?

Tirantes ligando os panos de laje e

elementos de fachada

Enrijecimento das ligações

Armadura negativa nas lajes e vigas



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