CONCEPÇÃO ESTRUTURAL E PRE-DIMENSIONAMENTO

Construes Metlicas I CIV621

Captulo 5: Concepo Estrutural e

Pr-Dimensionamento2 PARTE

Luiz Fernando Loureiro Ribeiro (DECIV)

Curso de Arquitetura e Urbanismo

Escola de Minas Universidade Federal de Ouro Preto

1

5.12 Concepo Estrutural e Pr-Dimensionamento de Edifcio Residencial com pilotis e 3 pavimentos

- Objetivos:

i) Conceber a estrutura da edificao, estabelecendo a locao de vigas e pilares;

ii) Identificar as aes atuantes (permanentes = pesos prprios e variveis = apenas sobrecarga);

iii) Avaliar a transmisso das aes das lajes (cobertura e pavimento tipo) para as vigas;

iv) Calcular as reaes de apoio e os esforos solicitantes nas vigas;

v) Pr-dimensionar as vigas e pilares;vi) Quantificar as cargas totais nas fundaes;vii) Esquematizar as ligaes viga/viga e viga/pilar;viii) Analisar, criticamente, os resultados e a soluo estrutural

adotada.2

5.12 Concepo Estrutural e Pr-Dimensionamento de Edifcio Residencial com pilotis e 3 pavimentos (cont.)

- Objeto do Estudo:

i) Edifcio residencial com 3 pavimentos-tipo (2 apartamentos por andar) e pilotis (projeto arquitetnico bsico fornecido);

ii) Lajes em concreto armado (25kN/m3) com espessuras de 10cm (pavimentos-tipo) e 8cm na cobertura;, desconsiderando cargas decorrentes do vento e de elevadores,

iii) Avaliar a transmisso das aes das lajes (cobertura e pavimento tipo) para as vigas;

iv) Calcular as reaes de apoio e os esforos solicitantes nas vigas;

v) Pr-dimensionar as vigas e pilares;vi) Quantificar as cargas totais nas fundaes;vii) Esquematizar as ligaes viga/viga e viga/pilar;viii) Analisar, criticamente, os resultados e a soluo estrutural

adotada. 3


- Edifcio Exemplo (P-direito = 3m):

4

Pavimento-tipo(dimenses em metros)


- Lanamento Estrutural (Vigas e Pilares):

5


- Identificao da Transmisso de Esforos das Lajes para as Vigas

6


- Cargas nas Lajes

7

Peso prprio da laje de cobertura: 0,08m x 25kN/m3 = 2kN/m2Peso prprio da laje do pavimento-tipo: 0,1m x 25kN/m3 = 2,5kN/m2Peso prprio das paredes (tijolos cermicos): 0,15m x 18 = 2,7kN/m2Sobrecarga na laje de cobertura: 0,5kN/m2Sobrecarga nas lajes do pavimento-tipo (rea de servio): 2kN/m2Sobrecarga nas lajes do pavimento-tipo (demais reas): 1,5kN/m2- Clculo das Cargas nas Lajes

Pavimento-Tipo Cobertura

Lajes Carga (kN/m2) Lajes Carga (kN/m2)L1 2,5 + 2 = 4,5 L1 2 + 0,5 = 2,5

L2 2,5 + 1,5 + 1,8 = 5,8 L2 2 + 0,5 = 2,5

L3 2,5 + 1,5 = 4 L3 2 + 0,5 = 2,5

L4 2,5 + 1,5 = 4 L4 2 + 0,5 = 2,5

L5 2,5 + 1,5 = 4 L5 2 + 0,5 = 2,5

L6 2,5 + 1,5 + 1,35 = 5,35 L6 2 + 0,5 = 2,5L7 2,5 + 1,5 = 4 L7 2 + 0,5 = 2,5


- Cargas nas Lajes

8

Peso prprio da laje de cobertura: 0,08m x 25kN/m3 = 2kN/m2Peso prprio da laje do pavimento-tipo: 0,1m x 25kN/m3 = 2,5kN/m2Peso prprio das paredes (tijolos cermicos): 0,15m x 18 = 2,7kN/m2Sobrecarga na laje de cobertura: 0,5kN/m2Sobrecarga nas lajes do pavimento-tipo (rea de servio): 2kN/m2Sobrecarga nas lajes do pavimento-tipo (demais reas): 1,5kN/m2- Clculo das Cargas nas Lajes

Pavimento-Tipo Cobertura

Lajes Carga (kN/m2) Lajes Carga (kN/m2)L1 2,5 + 2 = 4,5 L1 2 + 0,5 = 2,5

L2 2,5 + 1,5 + 1,8 = 5,8 L2 2 + 0,5 = 2,5

L3 2,5 + 1,5 = 4 L3 2 + 0,5 = 2,5

L4 2,5 + 1,5 = 4 L4 2 + 0,5 = 2,5

L5 2,5 + 1,5 = 4 L5 2 + 0,5 = 2,5

L6 2,5 + 1,5 + 1,35 = 5,35 L6 2 + 0,5 = 2,5L7 2,5 + 1,5 = 4 L7 2 + 0,5 = 2,5


- Carga das Paredes nas Laje L2 e L6:

9

Laje L2 Peso da parede = 2,7kN/m2 x 3m x 3m = 24,3kNCarga = 24,3 (3m x 4,5m) = 1,8kN/m2

Laje L6 Peso da parede = 2,7kN/m2 x 3m x 3m = 24,3kNCarga = 24,3 (3m x 6m) = 1,35N/m2

- reas de Influncia das Lajes:Lajes A1 A2 A3 A4

L1 2,25m2 2,25m2

L2 2,25m2 2,25m2 4,5m2 4,5m2

L3 2,25m2 2,25m2 2,25m2 2,25m2

L4 2,25m2 2,25m2

L5 3,375m2 3,375m2

L6 9m2 9m2

L7 4,5m2 4,5m2 2,25m2 2,25m2


10

- Cargas nos Bordos das Lajes (Pavimento-Tipo)

Lajes q1 /kN/m) q2 /kN/m) q3 /kN/m) q4 /kN/m)L1 2,25 x 4,5/3 = 3,38 2,25 x 4,5/3 = 3,38L2 2,25 x 5,8/3 = 4,35 2,25 x 5,8/3 = 4,35 4,5 x 5,8/4,5 = 5,8 4,5 x 5,8/4,5 = 5,8L3 2,25 x 4/3 = 3 2,25 x 4/3 = 3 2,25 x 4/3 = 3 2,25 x 4/3 = 3


11

- Cargas nos Bordos das Lajes (Pavimento-Tipo)

Lajes q1 /kN/m) q2 /kN/m) q3 /kN/m) q4 /kN/m)L4 2,25 x 4/3 = 3 2,25 x 4/3 = 3L5 3,375 x 4/4,5 = 3 3,375 x 4/4,5 = 3L6 9 x 5,35/6 = 8,03 9 x 5,35/6 = 8,03L7 4,5 x 4/4,5 = 4 4,5 x 4/4,5 = 4 2,25 x 4/4,5 = 2 2,25 x 4/4,5 = 4


12

- Cargas nos Bordos das Lajes (Cobertura)

Lajes q1 /kN/m) q2 /kN/m) q3 /kN/m) q4 /kN/m)L1 2,25 x 2,5/3 = 1,88 2,25 x 2,5/3 = 1,88L2 2,25 x 2,5/3 = 1,88 2,25 x 2,5/3 = 1,88 4,5 x 2,5/4,5 = 2,5 4,5 x 2,5/4,5 = 2,5L3 2,25 x 2,5/3 = 1,88 2,25 x 2,5/3 = 1,88 2,25 x 2,5/3 = 1,88 2,25 x 2,5/3 = 1,88


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- Cargas nos Bordos das Lajes (Cobertura)

Lajes q1 /kN/m) q2 /kN/m) q3 /kN/m) q4 /kN/m)L4 2,25 x 2,5/3 = 1,88 2,25 x 2,5/3 = 1,88L5 3,375 x 2,5/4,5 = 1,88 3,375 x 2,5/4,5 = 1,88L6 9 x 2,5/6 = 3,75 9 x 2,5/6 = 3,75L7 4,5 x 2,5/4,5 = 2,5 4,5 x 2,5/4,5 = 2,5 2,25 x 2,5/4,5 = 1,25 2,25 x 2,5/4,5 = 1,25


14

- Cargas Atuantes nas Vigas (Pavimento-Tipo)


15

- Cargas Atuantes nas Vigas (Pavimento-Tipo)


16

- Cargas Atuantes nas Vigas (Cobertura)


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- Solicitaes nas Vigas (Reaes de Apoio e Momentos Fletores)


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- Solicitaes nas Vigas (Reaes de Apoio e Momentos Fletores)a) Hierarquia de Clculo (em qualquer ordem dentro de cada grupo):

1) V2, V4, V5, V8, V14, V15 e V162) V1, V3, V6, V9 e V113) V7 e V134) V10 e V12

b) Vigas V16 e V1:


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- Solicitaes nas Vigas (Reaes de Apoio e Momentos Fletores)

= = 0

= 6 67,433

2 36,08 = 0

= ,

b1) Vigas V16 e V1 (Pavimento-Tipo - Clculo Manual): = + 8,11,5 = 0

= 1,5 1,58,11,5/2 = 0

#$ = # = %, &' %, &)

= + 7,436 6,08 = 0

*+- = ), $-$, ) = , ).+ ). 0+

= = 0

*+- = ', -% ) + %, &)-% = , %.+ . %. 0+


20

- Solicitaes nas Vigas (Reaes de Apoio e Momentos Fletores)b2) Vigas V16 e V1 (Pavimento-Tipo - Clculo pelo Ftool):


21



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25



26

- Reaes de Apoio e Momentos Fletores: Quadro Resumo

Pav. Tipo Cobertura

VigasApoio Esq. Reaes

(kN)Mom. Fletor

(kN.cm)Reaes

(kN)Mom. Fletor

(kN.cm)Apoio Dir.

V1P4 25,33

4.2563,76

846P4 25,33 3,76

V2P3 31,28

3.5185,63

633V13 31,28 5,63

V3V13 57,06

10.60014,10

2.538V13 57,06 14,10

V4P1 6,08

2280

0V11 6,08 0

V5V11 38,03

4.2789,86

1.109P5 38,03 9,86

V6P5 67,99

14.50217,84

3.942P5 67,99 17,84


27


Pav. Tipo Cobertura


(kN)Mom. Fletor

(kN.cm)Reaes

(kN)Mom. Fletor

(kN.cm)Apoio Dir.

V7V10 72,03 9.219

(x = 1,5m)18,45 2.348

(x = 1,61m)V12 56,38 16,26

V8P2 42,30

6.34511,25

1.688V6 42,30 11,25

V9P6 48,42

9.9809,38

2.250P6 48,42 9,38

V10P2 62,57 15.124

(x = 3m)9,56 2.868

(x = 3m)P1 67,07 12,38

V11V7 55,96 7.150

(x = 1,58m)12,19 1.618

(x = 1,5m)P3 46,66 8,95

V12P6 44,00 7.755

(x = 3m)11,05 2.189

(x = 3m)P5 54,70 16,47


28


Pav. Tipo Cobertura


(kN)Mom. Fletor

(kN.cm)Reaes

(kN)Mom. Fletor

(kN.cm)Apoio Dir.

V13P5 61,35 11.451

(x = 3m)14,09 2.534

(x = 3m)P4 79,38 16,89

V14V9 36,23

4.07511,25

1.266V6 36,23 11,25

V15V6 21,15

1.5865,64

423V3 21,15 5,64

V16V3 6,08

2280

0V1 6,08 0


29

- Cargas nos Pilares (kN): Quadro Resumo

Pilar Cobertura Pav. Tipo TotalP1 0 + 12,38 = 12,38 6,08 + 67,07 = 73,15 231,83

P2 11,25 + 9,56 = 20,81 42,30 + 62,57 = 104,87 335,42

P3 5,63 + 8,95 = 14,58 31,28 + 46,66 = 77,94 248,40

P4 3,76 + 16,89 = 20,65 25,33 + 79,38 = 104,71 334,78

P5 9,86+17,84+16,47+14,09 = 58,26 38,03+67,99+54,70+61,35 = 222,07 724,47P6 9,38 + 11,05 = 20,43 48,42 + 44,00 = 92,43 297,72

123 = 724,4745127 = 231,8645

129 = 362,1045

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