Exemplo de cálculo de esforços de uma estrutura com ... · PDF fileCYPECAD Cálculo de esforços de uma estrutura com introdução manual de acções verticais e horizontais CYPE

Cypecad

Cálculo de esforços de uma estrutura com introdução manual de acções

verticais e horizontais

CYPECAD Cálculo de esforços de uma estrutura com introdução manual de acções verticais e horizontais

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Rua Comendador Santos da Cunha, 304, Ap. 2330 4701-904 Braga Tel: 00 351 253 20 94 30 Fax: 00 351 253 20 94 39 http://www.topinformatica.pt Elaborado pela Top-Informática, Lda. para a © CYPE Ingenieros, S.A. 4ª Edição (Março 2012) Windows® é marca registada de Microsoft Corporation®


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Índice

1. Ajudas no ecrã ................................................................................................................................ 5

1.1. Tecla F1 ......................................................................................................................................... 5

1.2. Ícone com o sinal de interrogação ................................................................................................ 5

1.3. Ícone em forma de livro ................................................................................................................. 5

1.4. Guia rápido .................................................................................................................................... 5

1.5. Perguntas e respostas ................................................................................................................... 5

2. Preparação e introdução de dados ................................................................................................. 5

2.1. Criar uma obra ............................................................................................................................... 6

2.2. Introdução dos pilares ................................................................................................................... 9

2.3. Introdução da vigas ..................................................................................................................... 15

2.4. Introdução de lajes ...................................................................................................................... 21

2.5. Introdução da acção variável de sobrecarga .............................................................................. 27

2.6. Introdução da acção variável de vento ........................................................................................ 33

2.7. Introdução da acção variável de sismo ....................................................................................... 36

3. Cálculo de esforços ........................................................................................................................ 38

3.1. Esforços nas vigas ....................................................................................................................... 38

3.2. Combinações para vigas ............................................................................................................. 41

3.3. Esforços nos pilares .................................................................................................................... 41

3.4. Combinações para pilares ........................................................................................................... 45


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Apresentação CYPECAD é o software para o projecto de edifícios de betão armado, metálicos e de madeiras que permite a análise espacial, o dimensionamento de todos os elementos estruturais, a edição das armaduras e secções e a obtenção dos desenhos de construção da estrutura.

Realiza o cálculo de estruturas tridimensionais formadas por pilares, paredes, vigas e lajes, incluindo a fundação, e o dimensionamento automático dos elementos de betão armado, metálicos e madeiras.

Este manual apresenta os procedimentos para a introdução de dados de uma estrutura e obtenção dos esforços. A estrutura está sujeita a acções verticais e horizontais. O manual especifica como se pode efectuar a alternância de sobrecargas e a introdução manual de acções horizontais de vento e sismo.

Para melhor compreensão da informação contida neste documento deverá consultar a restante documentação do utilizador, nomeadamente: o Manual do Utilizador, o Manual da Memória de Cálculo e os Tutoriais:

http://www.topinformatica.pt/index.php?cat=13&item=137,

http://www.topinformatica.pt/index.php?cat=13&item=97


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1. Ajudas no ecrã

Os programas CYPE dispõem de ferramentas de ajuda no ecrã, através das quais o utilizador pode obter directamente do programa a informação necessária sobre o funcionamento dos menus, dos diálogos e das suas opções. Esta ajuda está disponível em quatro formas diferentes:

1.1. Tecla F1

A forma de obter ajuda sobre uma opção do menu é abri-lo, colocar-se sobre a mesma e, sem chegar a executá-la, premir a tecla F1.

1.2. Ícone com o sinal de interrogação

Na barra de título da janela principal de cada programa, ou junto ao canto superior direito, existe um ícone com o sinal de interrogação . Pode obter ajuda específica sobre uma opção do programa da seguinte forma: clique sobre esse ícone; abra o menu que contém a opção cuja ajuda quer consultar; prima sobre a opção. Aparecerá uma janela com a informação solicitada. Esta informação é a mesma que se obtém com a tecla F1.

Pode desactivar a ajuda de três formas diferentes: premindo o botão direito do rato; premindo o ícone com o sinal de interrogação ou premindo a tecla Esc. Também pode obter ajuda sobre os ícones da barra de ferramentas. Para isso prima sobre o ícone com o sinal de interrogação . Nesse momento os ícones que dispõem de ajuda ficarão com o bordo azul. Seguidamente, prima sobre o ícone do qual pretende obter ajuda. Na barra de título dos diálogos que se abrem ao executar algumas opções do programa existe também um ícone com o sinal de interrogação . Depois de premir sobre este ícone, as opções ou partes do diálogo que dispõem de ajuda ficarão com o bordo azul. Prima sobre a qual deseja obter ajuda.

1.3. Ícone em forma de livro

Na barra de título de alguns diálogos aparece um ícone em forma de livro aberto que oferece informação geral sobre o diálogo onde aparece.

1.4. Guia rápido

Pode-se consultar e imprimir toda a informação de ajuda dos vários menus do programa, através da opção Ajuda > Guia rápido. As opções dos diálogos não estão reflectidas neste guia.

Note-se que alguns programas possuem ecrãs diferentes seleccionáveis através de separadores localizados na parte inferior de cada um dos programas.

1.5. Perguntas e respostas

Na nossa página http://www.topinformatica.pt, em SERVIÇOS > FAQ, encontram-se esclarecimentos adicionais resultantes de consultas prestadas pela Assistência Técnica.

2. Preparação e introdução de dados

O programa permite realizar a introdução dos pilares, vigas e lajes directamente sobre as plantas de arquitectura. Em contrapartida permite também a introdução através de coordenadas, é esta a via proposta neste manual.

Comece por identificar o número de pisos, seguidamente prepare cada uma das respectivas plantas verificando se está à escala e devidamente cotada. Prepare também as secções dos pilares, vigas e lajes que resultaram do pré-dimensionamento, bem com o valor das cargas a introduzir.


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2.1. Criar uma obra

Abra o programa Cypecad, para isso clique sobre Cypecad no menu geral do Cype.

Fig. 2.1

Crie uma obra nova:

Fig. 2.2


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Seleccione uma obra vazia:

Fig. 2.3

Na janela seguinte seleccione para Betão o Eurocódigo 2 (Portugal), seleccione também os Eurocódigos para os restantes materiais, e seleccione a classe do betão e do aço de acordo com a obra em estudo:

Fig. 2.4

Não necessita preencher mais nada nessa janela, clique em Aceitar. Na janela seguinte clique em Aceitar.


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Introduza o número de pisos:

Fig. 2.5

Fig. 2.6

Fig. 2.7

Preencha de acordo com o número de pisos e cotas da sua estrutura. A coluna da sobrecarga deve ser preenchida com o valor de zero (uma vez que as sobrecargas serão introduzidas manualmente), na coluna de RP deverá colocar o valor relativo aos revestimentos e paredes divisórias se estas forem consideradas como carga permanente.


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Fig. 2.8

2.2. Introdução dos pilares

Seguidamente vai introduzir os pilares.

Fig. 2.9

Fig. 2.10


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Introduza a secção que resultou do pré-dimensionamento, para o primeiro pilar:

Fig. 2.11

Clique sobre o ecrã, no primeiro quadrante, e introduza o pilar, por exemplo na coordenada (5;5).

Fig. 2.12


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Introduza o segundo pilar, digitando a cota relativa ao primeiro, de acordo com a sua planta. Por exemplo:

Fig. 2.13

O resultado será:

Fig. 2.14

Prossiga e introduza todos os pilares.


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Caso algum pilar se encontre desajustado, utilize a opção ajustar e clique na posição desejada para o pilar.

Fig. 2.15

Se necessitar de alterar alguma secção, edite o respectivo pilar.


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Fig. 2.16

Clique sobre o pilar e altere os seus dados e no final clique em Aceitar. Verifique a alteração na planta.

Fig. 2.17

No caso de paredes, pode introduzi-las como pilares ou com a opção específica para paredes:


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Fig. 2.18

Todas as paredes de secção irregular, como L, U ou qualquer outra deverão ser introduzidas com a opção referida.


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Após a introdução de todos os pilares e paredes obtém o desenho final da implantação dos pilares.

Fig. 2.19

2.3. Introdução da vigas

Prossiga agora para a introdução das vigas.

Fig. 2.20


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Seleccione introdução de vigas:

Fig. 2.21


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Se tiver vigas embebidas seleccione o primeiro tipo da janela seguinte, se tiver uma viga alta seleccione o segundo tipo. Em qualquer dos casos introduza as dimensões.

Fig. 2.22

Seguidamente introduza o tramo da viga clicando sobre os respectivos pilares ou paredes.

Fig. 2.23


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Introduza as restantes vigas até obter o desenho final. Deve ter em atenção que deve introduzir as secções que resultaram do pré-dimensionamento e no caso de aberturas deve introduzir o modelo estrutural adoptado.

Fig. 2.24

Para introduzir consolas, desenhe o limite da consola, com um lintel não estrutural.


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Fig. 2.25

Fig. 2.26


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Utilize a opção ajustar vigas para alinhar vigas, ou lintéis, que se encontrem desalinhados.

Fig. 2.27


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2.4. Introdução de lajes

Seguidamente introduza as lajes.

Fig. 2.28

Seleccione:

Fig. 2.29

No caso de lajes de vigotas pré-fabricadas, seleccione esse tipo de laje:

Fig. 2.30

Crie a laje que pretende introduzir. Preencha de acordo com a laje pré-dimensionada. Escolha tal como na


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figura “abobadilha genérica” e indique o peso próprio.

Fig. 2.31

Introduza as lajes clicando sobre os painéis.

Fig. 2.32

Poderá criar vários tipos de lajes de vigotas e na mesma planta introduzir esses diferentes tipos. Defina a abertura da caixa de escadas, seleccione:


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Fig. 2.33

Introduza a abertura clicando sobre a zona das escadas na planta.

Se a sua estrutura for constituída por lajes maciças armadas em duas direcções, seleccione este tipo de laje.

Fig. 2.34


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Seguidamente introduza nos respectivos painéis.

Fig. 2.35

Se a estrutura for constituída por mais do que um tipo de lajes, por exemplo de vigotas e maciça na zona das consolas, deve seguir as instruções dadas anteriormente quer para lajes de vigotas quer para lajes maciças.

Se a sua estrutura for constituída por lajes maciças armadas numa direcção, seleccione igualmente laje maciça.

Fig. 2.36


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Para que esta laje funcione apenas numa direcção, deve desligar-se das vigas que não lhe prestam apoio.

Introduza um lintel não estrutural fazendo a separação entre a laje e a viga.

Fig. 2.37

Fig. 2.38


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Fig. 2.39

Seguidamente introduza a laje maciça no painel e as aberturas nas partes laterais. Uma vez que existe uma separação relativamente às vigas da esquerda e da direito a laje funcionará apenas numa direcção.

Fig. 2.40


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2.5. Introdução da acção variável de sobrecarga

Com vista à realização da alternância comece por seleccionar o tipo de utilização do edifício, para isso volte ao menu inicial.

Fig. 2.41

Seguidamente seleccione o tipo de utilização do edifício:

Fig. 2.42


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Fig. 2.43

Fig. 2.44

Crie a possibilidade de introduzir as acções manualmente, seleccionando a opção da janela seguinte:


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Fig. 2.45

Em sobrecarga crie duas hipóteses como Adicionais. Seleccione sobre o sinal de + e surge SOBRE.1.

Fig. 2.46

Seleccione novamente o sinal de + e crie outra hipótese de sobrecarga:


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Fig. 2.47

Criaram-se assim duas hipóteses de acções adicionais de sobrecarga.

Fig. 2.48

Seguidamente clique em Aceitar até surgir de novo a estrutura no ecrã.


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Seleccione o menu das cargas.

Fig. 2.49

Preencha o valor da sobrecarga e associe por exemplo a SOBRE.1.

Atribua aos painéis, tendo como objectivo uma introdução em xadrez.

Fig. 2.50


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Preencha agora os restantes painéis com a sobrecarga SOBRE.2.

Fig. 2.50

Prossiga para o piso seguinte, agora inverta a posição, ou seja, onde tinha a SOBRE.1 coloque a SOBRE.2 e vice-versa. Preencha todos os pisos.


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2.6. Introdução da acção variável de vento

Uma vez que o vento pode actuar em qualquer das direcções (X ou Y) e sentidos (esquerda ou direita), crie agora quatro hipóteses para o vento.

Fig. 2.51

Clique em Aceitar e vá à janela de introdução dos pilares. Pretende-se introduzir um nó no centro de massa de cada planta de modo a introduzir nesse nó as respectivas cargas.

Seleccione a seguinte opção:

Fig. 2.52


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Seleccione por exemplo o primeiro piso, considere “Sem vínc. Ext.” e as dimensões mínimas de acordo com a janela seguinte:

Fig. 2.53

Seleccione a seguinte opção:

Fig. 2.54

Localize o centro de massa do piso e introduza aí este nó.


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Fig. 2.55

Prossiga escolhendo agora o segundo piso, depois o terceiro, até terminar de acordo com o número de pisos.

No caso de ter vários pisos cujo centro de massa tem as mesmas coordenadas, deverá colocar ligeiramente ao lado, uma vez que o programa não admite criar nós com a mesma projecção em planta.

Para introduzir as cargas seleccione a seguinte opção:

Fig. 2.51

Seleccione o nó relativo por exemplo ao primeiro piso. Na janela que se abre introduza a força total do vento nesse piso, para cada direcção e sentidos.


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Fig. 2.52

Seguidamente introduza as cargas para os seguintes pisos.

No caso dos pisos serem realizados com lajes de vigotas, deverá introduzir uma viga embebida de espessura reduzida na direcção das vigotas e introduzir os nós, relativos ao centro de massa, sobre estas vigas, uma vez que não é possível fazê-lo directamente sobre as vigotas.

2.7. Introdução da acção variável de sismo

Utilizando a mesma opção crie uma hipótese do tipo XY, neste caso o programa gera as duas direcções e os dois sentidos para cada direcção.

Fig. 2.58


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O resultado será o seguinte:

Fig. 2.59

Introduza os valores para cada piso.

Fig. 2.60

Acrescente ainda o valor residual de 0.01 kN na coluna do esforço axial, N, na acção Permanente, trata-se de uma valor mínimo que o software exige.


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3. Cálculo de esforços

Terminada a introdução de dados procede-se ao cálculo e obtenção de resultados.

3.1. Esforços nas vigas

Calcule a obra.

Fig. 3.1

Os resultados podem consultar-se através das opções de resultados:

Fig. 3.2

Através da opção listagens podem obter-se os diagramas de esforços por acção, combinação e envolvente.

Fig. 3.3


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Fig. 3.4

Para seleccionar os pórticos, preencha de acordo com a figura:

Fig. 3.5

Seleccione selecção e clique sobre o pórtico que deseja ver:


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Fig. 3.6

Pode imprimir directamente ou criar um ficheiro de desenho editável.

Fig. 3.7


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3.2. Combinações para vigas

Pode obter a tabela de combinações na opção listagens.

Fig. 3.8

3.3. Esforços nos pilares

É necessário preparar as combinações para o cálculo dos esforços de dimensionamento.

Seleccione “Estados limite” e seguidamente as opções indicadas.

Fig. 3.9


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Fig. 3.10

Fig. 3.11

Fig. 3.12


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Fig. 3.13

Preencha a célula “percentagem das solicitações produzidas pelo sismo na direcção ortogonal”com o valor de 0.3:

Fig. 3.14

Efectue o cálculo de novo.

Com a opção listagens pode obter o quadro de esforços por acção e também o resultado de várias combinações para cada pilar.

A opção de editar pilares em resultados permite consultar a combinação condicionante para o dimensionamento:

Fig. 3.3


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Essa combinação aparece assinalada a vermelho.

Fig. 3.4

Será necessário adicionar a estes esforços (elásticos) os que resultarem da verificação à encurvadura.

O programa não desenha a envolvente para os pilares. Esta poderá ser criada a partir da listagem de esforços, realizando as respectivas combinações e utilizando um programa para o desenho de gráficos (por exemplo o Excel).


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3.4. Combinações para pilares

Tal como o descrito para as vigas, poderá obter a tabela de combinações gerada automaticamente.

Fig. 3.5

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