Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia PROJETO DE EDIFÍCIOS.

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1 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia PROJETO DE EDIFÍCIOS DE CONCRETO ARMADO DURAÇÃO: Anual CARGA HORÁRIA TOTAL: 60 CARGA HORÁRIA SEMANAL: 2 CRÉDITOS: 2 CARÁTER: Optativa SISTEMA DE AVALIAÇÃO: II PROFESSOR: Sergio Luiz Belló UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE ESCOLA DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

2 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia Etapa 1: Lançamento da Estrutura Plantas de Fôrmas www.multiplus.com.br/CYPECAD/imagensCYPE

3 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 3/56  Lançar os pilares mantendo um afastamento mínimo de 2m e um máximo de 6m, com um vão médio de 4m. 1.1 Lançamento dos pilares:

4 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 4/56  Procurar dispor os pilares nos encontros de vigas. 1.1 Lançamento dos pilares: Algumas vigas se apoiam em outras vigas!

5 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 5/56  Procurar colocar os pilares nos cantos das peças, preferencialmente atrás de portas, evitando interferir no projeto arquitetônico. 1.1 Lançamento dos pilares:

6 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 6/56  Normalmente, adotar uma seção retangular, com espessura mínima de 20 cm. 1.1 Lançamento dos pilares:

7 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 7/56   Começar o lançamento pelo pavimento tipo, que se repete mais vezes, depois verificar as interferências no pavimento térreo e na cobertura.  Tomar cuidado nos casos em que há garagem no terréo. 1.1 Lançamento dos pilares: http://dussarrat-engenharia.blogspot.com Pav. tipo Térreo

8 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 8/56   Para prédios de pequena altura pode-se manter a seção de concreto do pilar constante, fazendo-se variar apenas a taxa de armadura. 1.1 Lançamento dos pilares: http://dussarrat-engenharia.blogspot.com Seção constante

9 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 9/56  Os pilares recebem uma numeração seqüencial: P01, P02, P03,..., PN (onde N é o número do último pilar).  Esta numeração deve permanecer a mesma em todos os pavimentos.  Começa-se a numerar no canto superior esquerdo do prédio.  Daí, continua-se da esquerda para a direita e de cima para baixo, até o PN.  Junto do nome do pilar se escreve a sua seção transversal, por exemplo: P01 (20x40) ou P01 20/40 1.1 Lançamento dos pilares:

10 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 10/56 2º Numeração: 1º

11 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 11/56  É necessário adotar uma convenção para designar os pilares que nascem, os que passam e os que morrem neste pavimento.  Esta convenção deve ser indicada de forma clara na planta de formas, devendo ser mantida em todos os pavimentos. 1.1 Lançamento dos pilares:

12 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 12/56 Pilar que passa Pilar que morre

13 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 13/56  Se a distribuição dos pilares for regular, sua carga, para fins de pré-dimensionamento da seção, pode ser estimada através do processo das áreas de influência.  A carga média, por metro quadrado de pavimento, incluindo o peso próprio das lajes, vigas e pilares, as alvenarias, os revestimentos e pavimentações, além da carga acidental, pode ser estimada em torno de:  Pavimento tipo = 12 kN/m2.  Pavimento de cobertura = 10 kN/m2. 1.1 Lançamento dos pilares:

14 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 14/56 Planta de fôrmas:

15 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 15/56 Áreas de influência:

16 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 16/56  A carga de serviço em um pilar, no térreo será dada por:  Pk = 12*ntipo*Ai(tipo) + 10*Ai(cobertura)+12*Ai(c. de máq.)  + Reservatório  ntipo = número de pavimentos tipo  Ai(tipo) = área de influência do pilar em m2 no pav. tipo.  Ai(cobertura) = área de influência do pilar em m2 no pavimento de cobertura.  Ai(c. de máq) = área de influência do pilar em m2 no pavimento de casa de máquinas.  Reservatório = peso total do reservatório dividido pelo número de pilares que sustentam o reservatório. 1.1 Lançamento dos pilares:

17 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 17/56  O peso total do reservatório pode ser estimado como sendo igual a duas vezes o peso do volume de água nele contido. 1.1 Lançamento dos pilares:

18 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 18/56  Para pré-dimensionar a seção transversal, pode-se fazer um dimensionamento simplificado a uma compressão centrada equivalente.  Tensão ideal de cálculo:  fcd = fck/1,4   = As/Ac (taxa geométrica armadura)   sd = Es.2‰ (tensões solicitantes)  Para fck = 25 MPa, aço CA-50 e  = 1%: 1.1 Lançamento dos pilares:

19 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 19/56  Compressão centrada equivalente segundo a antiga NB- 1/78:  Pd = 1,4.Pk (carga de serviço).  k = 3 – para seções retangulares com pelo menos 2/3 da armadura nos bordas perpendiculares à direção de e.  = Pd/(Ac.fcd) > 0,7. Por simplicidade fazer = 1,00.  e = ea + e2. Pode-se adotar um valor inicial e= 4,0 cm.  h = dimensão do pilar retangular paralela a atuação da excentricidade e. 1.1 Lançamento dos pilares:

20 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 20/56  Pré-dimensionamento da seção retangular:  Para a seção retangular: Ac = b.h  Fixa-se a largura do pilar, por exemplo b = 20 cm, e calcula-se a maior dimensão h: h = Ac/b. 1.1 Lançamento dos pilares:

21 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 21/56 1.2 Lançamento das vigas:  As vigas servem para transmitir as reações das lajes e pesos de paredes até os pilares.  Algumas ajudam também a absorver a ação do vento.

22 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 22/56  Normalmente são lançadas vigas para sustentar as paredes do pavimento superior. 1.2 Lançamento das vigas:

23 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 23/56  As vigas devem, preferencialmente, ficar embutidas dentro das paredes. 1.2 Lançamento das vigas: Espessura da parede:Largura da viga (bw): 25 cm20 ou 22 cm 20 cm17 cm 15 cm12 cm bw

24 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 24/56  Procurar apoiar as vigas diretamente nos pilares, evitando descarregar uma viga sobre outra, sempre que possível. 1.2 Lançamento das vigas:

25 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 25/56  As vigas podem ter vãos de 2 m a 6 m, com um vão médio de 4 m. 1.2 Lançamento das vigas:

26 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 26/56   A altura h das vigas normalmente deve situar-se entre L/10 e L/12, sendo L o vão entre pilares.  Procurar adotar alturas padronizadas, como 40, 50 e 60 cm.  Adotar uma altura mínima de 40 cm. 1.2 Lançamento das vigas:

27 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 27/56  Cuidar com vigas de altura exagerada (>60 cm) para preservar as alturas de portas e janelas. 1.2 Lançamento das vigas:

28 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 28/56  Às vezes pode ser necessário descarregar uma parede diretamente sobre a laje.  Neste caso é necessário reforçar a armadura da laje! 1.2 Lançamento das vigas:

29 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 29/56  A estrutura do prédio é formada por pilares e pavimentos (lajes e vigas).  Cada pavimento ou nível é designado por um número (centena)  Por exemplo:  Fundação – Nível 100  Entrepiso – Nível 200  Pavimento tipo – Nível 300 até Nível 600  Cobertura – Nível 700  Casa de máquinas – Nível 800  Teto da casa de máquinas – Nível 900  Reservatório – Nível 1000 1.2 Lançamento das vigas:

30 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 30/56  As vigas recebem uma numeração associada ao pavimento em que se encontram:  Para o nível 100 – Fundação: V101, V102, V103, etc.  Para o nível 200 – Entrepiso: V201, V202, V203, etc.  Para o nivel 300 – Pavimento tipo: V301, V302, V303, etc.  Começa-se a numerar no canto superior esquerdo do prédio.  Daí, continua-se da esquerda para a direita e de cima para baixo, até a última viga.  Se a viga for contínua, os vãos recebem letras: V301a, V301b, V301c, etc.  Junto do nome da viga se escreve a sua seção transversal, por exemplo: V101 (12x40) ou V101 12/40 1.2 Lançamento das vigas:

31 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 31/56 2º Numeração: 1º

32 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 32/56  As lajes recebem a carga acidental e eventualmente o peso de paredes e as transmitem para as vigas.  As lajes também ajudam da distribuição da carga horizontal de vento entre os elementos de contraventamento (diafragma). 1.3 Lançamento das lajes:

33 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 33/56  A espessura da laje pode ser estimada através da limitação da flecha máxima sob cargas de serviço.  Adotar uma espessura mínima de 8 cm.  O usual é adotar uma espessura de 10 cm, por causa dos cobrimentos maiores da NBR-6118/2007. 1.3 Lançamento das lajes:

34 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 34/56  Um estimativa da flecha da laje, no regime elástico, pode ser feita da seguinte forma:  O peso próprio é estimado com uma espessura de 10 cm, então: g 1 = 25 kN/m 3 * 0,10 m = 2,5 kN/m 2.  Revestimento e pavimentação: g 2 = 1,0 kN/m 2.  Carga permanente: g = g 1 + g 2 = 3,5 kN/m 2  Carga acidental, normalmente: q = 1,50 ou 2,00 kN/m 2  Carga de longa duração para edifícios residenciais: p = g +  2 q  Por exemplo: p = 2,5 + 0,3*1,5 = 2,45 kN/m 2 1.3 Lançamento das lajes:

35 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 35/56  Um estimativa da flecha da laje, no regime elástico, pode ser feita da seguinte forma:  Flecha inicial W 0 :  Onde o coeficiente w c é extraído das tabelas do volume 2 do livro do Prof. José Milton Araújo, Curso de Concreto Armado, para lajes simplesmente apoiadas nos quatro lados  E= módulo secante; h=espessura adotada; √=Coef.Poisson 0,2 NBR; Wc=lx/ly; P=carga permanente. 1.3 Lançamento das lajes:

36 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 36/56  Um estimativa da flecha da laje, no regime elástico, pode ser feita da seguinte forma:  Flecha final W  :  Nos casos usuais o coeficiente   = 2,5. 1.3 Lançamento das lajes:

37 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 37/56  A flecha final deve ser menor que o valor W adm estabelecido na NBR-6118/2007: L/250, onde L é o menor vão da laje.  Se a flecha final W  for maior que W adm aumenta-se a espessura h da laje de 1 em 1 cm, até passar na flecha.  Normalmente procura-se padronizar a espessura da laje h em 10 cm, aumentando-se a espessura apenas das lajes maiores e mais carregadas. 1.3 Lançamento das lajes:

38 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 38/56  Normalmente nos banheiros, áreas de serviço e cozinhas, adota- se um forro falso para esconder as tubulações de água e esgoto que ficam na parte de baixo da laje, no teto do apartamento inferior. 1.3 Lançamento das lajes:

39 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 39/56  Então, a solução de laje rebaixada com enchimento é pouco utilizada atualmente. 1.3 Lançamento das lajes:

40 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 40/56  Nas sacada e marquises, normalmente se utiliza um desnível de 5 a 10 cm, em relação a laje de piso, para evitar que a água penetre no interior do prédio. 1.3 Lançamento das lajes:

41 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 41/56  As lajes recebem uma numeração associada ao pavimento em que se encontram:  Para o nível 200 – Entrepiso: L201, L202, L203, etc.  Para o nivel 300 – Pavimento tipo: L301, L302, L303, etc.  Começa-se a numerar no canto superior esquerdo do prédio.  Daí, continua-se da esquerda para a direita e de cima para baixo, até a última viga.  Junto do nome da laje se escreve a sua espessura em cm, por exemplo: L201 (h = 10 cm) 1.3 Lançamento das lajes:

42 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 42/56 2º Numeração: 1º

43 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 43/56  Além de absorver as cargas verticais, a estrutura de um edifício suporta também cargas horizontais, como o vento.  Então, é preciso lançar uma estrutura mais rígida, especificamente para absorver estas forças horizontais e garantir a indeslocabilidade do prédio.  Esta estrutura chama-se estrutura de contraventamento. 1.4 Lançamento da estrutura de contraventamento:

44 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 44/56  A estrutura de contraventamento pode ser formado por:  Pórticos planos (vigas e pilares),  Pilares parede,  Caixas de escada e de elevador,  Uma combinação dos elementos anteriores. 1.4 Lançamento da estrutura de contraventamento:

45 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 45/56 1.4 Lançamento da estrutura de contraventamento:

46 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 46/56  Devem haver pórticos de contraventamento nas duas direções ortogonais: x e Y. 1.4 Lançamento da estrutura de contraventamento:

47 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 47/56

48 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 48/56  Definir pórticos iguais facilitará a posterior análise estrutural. 1.4 Lançamento da estrutura de contraventamento:

49 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 49/56  As dimensões finais dos pórticos serão definidas durante a Etapa 5 – Verificação da Indeslocabilidade 1.4 Lançamento da estrutura de contraventamento:

50 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 50/56  As plantas de fôrmas servem para identificar, posicionar e definir as dimensões de todos os elementos de uma estrutura. 1.5 Plantas de fôrmas:

51 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 51/56 Todos os pilares e estão numerados e com suas seções definidas? Estão indicados os pilares que nascem, passam e morrem neste pavimento (convenção)? Todas as vigas estão numeradas e com suas seções definidas? Os cortes das seções das vigas estão corretamente desenhados (sentido do rebatimento)? Existem vigas invertidas? Elas estão corretamente indicadas? Verificação da planta de formas :

52 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 52/56 Todas as lajes estão numeradas e com a suas espessuras definidas? Existem lajes rebaixadas? Elas estão corretamente indicadas? Existem cotas suficientes no sentido longitudinal e transversal do prédio, definindo as dimensões e posicionando todos os elementos? Isto é muito importante para evitar erros de construção!!! Elementos vazados (poços, shafts, dutos) estão indicados, cotados e posicionados? Verificação da planta de formas :

53 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 53/56 As saídas e chegadas das escadas estão indicadas? As diferenças de níveis entre as lajes e/ou vigas estão indicadas na planta? O valor da resistência característica à compressão do concreto fck (em MPa) está especificado na planta? O valor da relação água/cimento para o concreto foi especificado? O volume de concreto foi calculado (lajes, vigas, pilares e total)? A área de formas foi calculada (lajes, vigas, pilares e total)? O pavimento a que a planta se refere está bem identificado? Verificação da planta de formas :

54 Projeto de Edifícios de Concreto Armado - 04100 Curso de Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande Escola de Engenharia 54/56 Bons estudos!