UNIDADE III PILARES

INTRODUÇÃO Pilares são “Elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes.” (NBR 6118/2014. O dimensionamento dos pilares é feito em função dos esforços externos solicitantes de cálculo, que compreendem as forças normais (Nd), os momentos fletores (Mdx e Mdy) e as forças cortantes (Vdx e Vdy) no caso de ação horizontal.

CLASSIFICAÇÃO DOS PILARES Pilares internos, de borda e de canto Os pilares podem ser classificados com relação às solicitações iniciais. Serão considerados pilares internos aqueles submetidos a compressão simples, ou seja, que não apresentam excentricidades iniciais. Nos pilares de borda, as solicitações iniciais correspondem a flexão composta normal, ou seja, há excentricidade inicial em uma direção.

Para seção quadrada ou retangular, a excentricidade inicial ocorre na direção perpendicular à borda. Pilares de canto são submetidos a flexão oblíqua. As excentricidades iniciais ocorrem nas direções das bordas.

Existem três itens que são muito importantes no projeto de estruturas de concreto, especialmente o cobrimento da armadura pelo concreto. 1- AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE; 2 - QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO; 3 - ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA

Segundo a NBR 6118 (item 6.4.1), “A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas.”

QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO Conforme a NBR 6118 (item 7.4), a “... durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto do cobrimento da armadura.” “Ensaios comprobatórios de desempenho da durabilidade da estrutura frente ao tipo e classe de agressividade prevista em projeto devem estabelecer os parâmetros mínimos a serem atendidos.

Na falta destes e devido à existência de uma forte correspondência entre a relação água/cimento e a resistência à compressão do concreto e sua durabilidade, permite-se que sejam adotados os requisitos mínimos expressos” na Tabela 2.

ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA Define-se cobrimento de armadura a espessura da camada de concreto responsável pela proteção da armadura num elemento. Essa camada inicia-se a partir da face mais externa da barra de aço e se estende até a superfície externa do elemento em contato com o meio ambiente. Em vigas e pilares é comum a espessura do cobrimento iniciar na face externa dos estribos da armadura transversal, como mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Espessura do cobrimento da armadura pelo concreto.

A NBR 6118 (item 7.4.7.1) define o cobrimento mínimo da armadura como “o menor valor que deve ser respeitado ao longo de todo o elemento considerado.” Para garantir o cobrimento mínimo (cmín), o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (cnom), que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução (Δc). As dimensões das armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais.

Cnom = Cmín +ΔC O valor de Δc deve ser maior ou igual a 10 mm. Esse valor pode ser reduzido para 5 mm quando “houver um controle adequado de qualidade e limites rígidos de tolerância da variabilidade das medidas durante a execução” das estruturas de concreto, informado nos desenhos de projeto.

A Tabela 3 (NBR 6118, item 7.4.7.2) apresenta valores de cobrimento nominal com tolerância de execução (Δc) de 10 mm, em função da classe de agressividade ambiental.

A NBR 6118 ainda estabelece que o cobrimento nominal de uma determinada barra deve sempre ser: Cnom ≥ Øbarra A dimensão máxima característica do agregado graúdo (dmáx) utilizado no concreto não pode superar em 20 % a espessura nominal do cobrimento, ou seja: dmáx ≤ 1,2Cnom

ÍNDICE DE ESBELTEZ O índice de esbeltez é a razão entre o comprimento de flambagem e o raio de giração, nas direções a serem consideradas (NBR 6118, 15.8.2):

onde: i = raio de giração da seção geométrica da peça (seção transversal de concreto, não se considerando a presença de armadura); I = momento de inércia; A = área da seção; h = dimensão do pilar na direção considerada.

O comprimento de flambagem de uma barra isolada depende das vinculações na base e no topo, conforme os esquemas mostrados na Figura 2. Figura 2– Comprimento de flambagem.

O comprimento equivalente , de flambagem, “do elemento comprimido (pilar), suposto vinculado em ambas as extremidades, deve ser o menor dos seguintes valores: com: = distância entre as faces internas dos elementos estruturais, supostos horizontais, que vinculam o pilar (Figura 3); h = altura da seção transversal do pilar, medida no plano da estrutura em estudo;

= distância entre os eixos dos elementos estruturais aos quais o pilar está vinculado.” Figura 3 –

A NBR 6118:2003 não admite, em nenhum caso, pilares com índice de esbeltez λ superior a 200.

Comprimento equivalente Segundo a NBR 6118:2003, item 15.6, o comprimento equivalente l0 do pilar, suposto vinculado em ambas extremidades, é o menor dos valores

Raio de giração Define-se o raio de giração i como sendo: I é o momento de inércia da seção transversal; A é a área de seção transversal.