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5_Sistemas_Estruturais aço
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Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Construções metálicas I
Sistemas estruturais
coberturas e Edifícios
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Sistemas estruturaisSistemas estruturaisProjeto de estruturas
metálicas
Arquitetura
Projeto de estrutura
metálica
Manter a forma e
as funções
arquitetônicas
Projeto básicoDetalhamento
p/fabricaçãoMontagem
Escritório de
cálculo estrutural
Empresas fabricantes e
montadoras
2
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisProjeto de estruturas
metálicas
Projeto BásicoArquiteturaProjeto de
Instalações
Definição do
sistema estrutural
Pré-dimensionamento
Análise da
estrutura
Dimensionamento
Desenhos de
projeto
Memória de cálculo
Lista de materiais
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Classificação quanto a forma
•Coberturas planas – (horizontais/inclinadas)
•Coberturas curvas
•Coberturas em shed
3
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Classificação quanto ao sistema portantePórtico simples Pórticos múltiplos
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Classificação quanto ao sistema portante
Pórticos principais e anexos
4
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Classificação quanto ao sistema portanteEstaiadas
Estruturas espaciais
Estruturas em cabos
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Seções transversais usuais
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em Shed
AA
Corte A-A
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em Shed
Shed com face vertical Shed com faces inclinadas Shed com face curva
Corte A-A
Corte B-B
B
B
A A
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em Shed – Viga mestra
Viga Treliçada Viga Vierendeel
Viga Armada
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em Shed – trave
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em Shed – trave
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em arco
CaracterísticasVencem Grandes Vãos
Baixo consumo de material
Esforços AxiaisEsforços de Flexão
Aproveitamento Máximo
da Seção
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e Galpões
• Cobertura em arco
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
Componentes
basespilares
terças
Contraventamento
horizontal
Contraventamento
vertical
Longarinas
fechamento
correntes
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
•Pilares
SeçãoAlma Cheia
Treliçada
Seção
Constante
Seção Variável
Concreto
Rotulado
engastado
Esquema
estático
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
•Pilares
Alma Cheia
Treliçados
2030
Hpilard
Hpilar≤≤
1020
Hpilarb
Hpilar≤≤
10
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
•Viga principal
Em Alma Cheia Treliçada
Treliças
L > 15m
Mais Leves
Alma Cheia
Menor custo de
fabricação
Manutenção mais fácil
Coletar as ações das terças e transmitir aos pilares, com os pilares formar o
sistema vertical principal (pórticos principais)
Coberturas e galpões:
componentes
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
•Viga principal
Flexível/Rotulado
Rígido /engastado
Vínculo com
pilar
Coberturas e galpões:
componentes
11
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
mmHE 20000 ≤≤
•Viga principal em treliça
Coberturas e galpões:
componentes
HT
HE
815
VãoH
VãoT ≤≤
Ângulo de inclinação: de 5º a 15º
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
•Viga principal em treliça
Coberturas e galpões:
componentes
Banzos Paralelos
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
•Viga principal em treliça
Coberturas e galpões:
componentes
Tesouras
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
•Viga principal em treliça
Coberturas e galpões:
componentes
Parabólicas
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Sistemas estruturaisSistemas estruturais
•Viga principal em alma cheia
Coberturas e galpões:
componentes
7050
Vãoh
Vão≤≤
hÂngulo de inclinação: de 5º a 15º
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
•Pórtico principal
Distância entre pórticos (DL): 5 a 12m (dire5 a 12m (direçção longitudinal)ão longitudinal)
Distância usuais (DL): 5 a 7m (com ter5 a 7m (com terçças em alma cheia)as em alma cheia)
DL
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Terças
Servir de apoio as telhas / contribuir na estabilidade
Elementos submetidos a flexão composta
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Terças
αF Fx
Fy
Comportamento estruturalComportamento estrutural
Flexão compostaFlexão composta
Para a < 10o PodePode--se admitir flexão simplesse admitir flexão simples
(sem decompor o carregamento)(sem decompor o carregamento)
Esquema estático
Biapoiada Biapoiada ( mais usual)( mais usual)
contcontíínua nua
com mão francesacom mão francesa
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Esquema estEsquema estááticotico
llllllll llllllll
mãos francesas
Espaçamento entre terças
Depende do tipo de telha e vão
Valores usuais: 1500 mm a 2500mm1500 mm a 2500mm
�As mãos francesas podem ser utilizadas para travar
o banzo inferior da treliça
• Terças
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Espaçamento entre terças
Depende do tipo de telha e vão
Valores usuais: 1500 mm a 2500mm1500 mm a 2500mm
• Terças
16
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Tipos de terças:
Alma cheia: para vãos atpara vãos atéé 8m8m
Treliçadas: para vão superiores a 8mpara vão superiores a 8m
Seções I , Z , U e U enrijecido
Pré-dimensionamento: h =h = llllllll/40 @ /40 @ llllllll /60/60
Pré-dimensionamento: h=h= llllllll/10 @ /10 @ llllllll /15/15
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Linhas de corrente:Auxilia na montagemAuxilia na montagem
Reduz comprimento para FLTReduz comprimento para FLT
redureduçção de vão flexão compostaão de vão flexão composta
Tirante flexível
barras redonda
Tirante rígido
cantoneiras
α F Fx
Fy
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Linhas de corrente:
Pórtico
Terça
Linha de Correntes
Barra Rígida
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
TR1 TR2 TR3 TR4
Terças
Típico
Linhas de corrente:
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Longarinas / Travessas
Fechamento lateral e frontalFechamento lateral e frontal
Elementos submetidos a flexão compostaElementos submetidos a flexão composta
Mesmas recomendaMesmas recomendaçções para terões para terççasas
Ações gravitacionais (pp e sc)
Ações devidas ao ve n
to
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Longarinas / Travessas
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
Esquema Estático
Pilares de fechamento
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento
Contraventamentovertical
ContraventamentoHorizontal
Ações horizontais
Funções:Garantir a estabilidade da estrutura para as ações horizontais
É preferível trabalhar apenas com contraventamentos tracionado
Seções: Cantoneiras, barras redondas, perfis tipo U e perfis tipo I
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – comportamento
Horizontal Vertical
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – comportamento
Horizontal Vertical
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – comportamento
Horizontal Vertical
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – HorizontalContraventamento no plano das terças
vento
Contraventamento horizontal
barra redonda - cantoneiras
Reações da ação do vento
Inserir contraventamento: 1 a cada 5 tramos
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – HorizontalContraventamento no plano das terças
Treliça Contraventamento Treliça do
Contravamentamento
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – Vertical
T
T
T
T
vento
Escora de beiral
Reações para ação do ventoContraventamento em X
Dimensionamento somente a tração – barras com elevada esbeltez
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Contraventamento – Vertical
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Travamento no banzo inferior
No Plano
Fora do Plano
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Travamento no banzo inferior
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Sistemas estruturaisSistemas estruturaisCoberturas e galpões:
componentes
• Travamento no banzo inferior
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LEGENDA
M-1
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M-2
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Estruturas metálicas em perfis soldados e laminados
Projeto e dimensionamento
Sistemas estruturais edifícios
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1 Concepção estrutural1 Concepção estruturalHierarquia dos sub-sistemas
Estrutura – sistema 3D – trajetórias para as cargas
Subsistemas planos Divisão intelectual para facilitar a compreensão
e análise de estruturas complexas
Vertical e horizontal
Coletar e distribuir carregamentos
horizontais e verticais
Destino final: fundações
27
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2 Trajetórias para as cargas 2 Trajetórias para as cargas
plantaElevação lateral
Elevação frontal
2.1 Ações verticais
Subsistema horizontal
Lajes e vigamentos
Ações verticaisVinculação com pilares –
comportamento do subsistema
vertical
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Todas os eixos com ligações rotuladas
Subsistema VERTICAL
Contraventado
2 Trajetórias para as cargas 2 Trajetórias para as cargas 2.2 Ações Horizontais
28
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planta
Ações atuantes divididas proporcionalmente a rigidez de cada pórtico
Todos os eixos com ligações rígidas formando pórticos
Admiti-se deslocamento de corpo rígido no plano de cada pavimento
Seção
transversal
Laje como diafragma rígido
contraventamento no plano das vigas
2 Trajetórias para as cargas 2 Trajetórias para as cargas 2.2 Ações Horizontais
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Não é necessário nem conveniente criar pórticos em todo os eixos
Pórticos nas
extremidades
Pórticos nas
extremidades
Ligações rígidas
Mais caras
Maior dificuldade de execução
Vigas mistas continuas ou semicontinuas
Subsistema vertical
Ações horizontais
Sistema aporticado
Ou quadro rígido
2 Trajetórias para as cargas 2 Trajetórias para as cargas 2.2 Ações Horizontais
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Todas a ligações rotuladas
Subsistema vertical – outras opções
Subsistema VERTICAL
Núcleo rígido
Criar núcleo de rigidez
2 Trajetórias para as cargas 2 Trajetórias para as cargas 2.2 Ações Horizontais
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Todas a ligações rotuladas
Subsistema vertical – outras opções
Subsistema VERTICAL
Parede de cisalhamento
Criar núcleo de rigidez
2 Trajetórias para as cargas 2 Trajetórias para as cargas 2.2 Ações Horizontais
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Ações Horizontais
Fundações
Estabilidade lateral
Rigidez para
deslocamentos
horizontais
Sistema de
contraventamento
Reações de apoio
Ações
horizontais
Subsistem
a vertical
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.1 Função
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1 Sistema aporticado
2 Sistema contraventado
3 Parede de contraventamento
4 Núcleo rígido
5 Sistemas mistos
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
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1 Sistema aporticado
Reações de apoio
Ações
horizontais
Pórticos
Lig. rígidas
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
1 Sistema aporticado: Características
� Ligações mais complexas e caras� Não interfere na arquitetura� Melhor estabilidade na montagem
Até 30 pavimentos
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
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Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
2 Sistema contraventado
Reações de apoio
Ações
horizontais
Subsistema
vertical
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
2 Sistema contraventado: Características
� Ligações mais simples� Estruturas mais econômicas � Pode interferir na arquitetura
Até 40 pavimentos
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
33
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3 Parede de contraventamento (cisalhamento)
� Ligações aço-concreto� Compatibilizar construção de concreto com a fabricação da estrutura de aço � Pode interferir na arquitetura
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
4 Núcleo rígido
De 20 a 40
pavimentos
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
34
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4 Núcleo rígido: Características � Concentra a rigidez em um região pequena� Pode ser utilizado regiões de escada e elevadores �Compatibilizar execução do núcleo e fabricação da estrutura de aço�Núcleo rígido de concreto ou de aço � A transferência das ações horizontais até o núcleo éfeita pela laje�Ligações mais simples nos demais elementos� A localização do núcleo rígido interfere na resposta global da estrutura
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
4 Núcleo rígido: Características
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
35
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Escolha do sistema de contraventamento
Pode-se adotar mais de um tipo de sistema de
contraventamento em uma mesma estrutura.
A escolha deve ser baseada em:
1 – Tipo e altura da edificação
2 – Possibilidade de interferência com a arquitetura
3 – Magnitude das ações horizontais
4 – facilitar as ligações (fabricação e montagem)
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.2 Tipos
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Estabilidade global
NBR 8800:1986 – omissa
NBR 8800:2007
• Considerar os efeitos de 2a ordem sempre (exato ou simplificado)• Considerar imperfeições iniciais por meio de força nocionais proporcionais aos deslocamentos de 1a ordem
Na prática – edifícios de pequeno porte (até 5 pavimentos)
Limitar os deslocamentos no topo da edificação.
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
36
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Tipos de análise
Linear – com base na geometria indeformada (primeira ordem)
Não Linear – com base na geometria deformada (segunda ordem)
• Quando os deslocamentos afetam significativamente os esforços internos• Equilíbrio da estrutura na posição deformada• Métodos exatos, simplificados e modificações dos resultados da análise de 1ªordem
Efeitos de 2ª ordem
Globais – decorrentes dos deslocamentos horizontais da estrutura (P-∆)
Locais – decorrentes de imperfeições nas barras (não retilinidade) - (P-δ)
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Classificação das estruturas quanto a deslocabilidade
Relação entre os deslocamentos obtidos, respectivamente, em teorias de 2ª
ordem (δδδδ2ª ) e de 1ª ordem (δδδδ1ª ) em todos os andares
1a1
a2 ≤δ
δ
5,11,1a1
a2 ≤δ
δ>
5,1a1
a2 >δ
δ
Pequena deslocabilidade
Média deslocabilidade
Grande deslocabilidade
2a1
a2 B=δ
δ
∑∑∆
−
=
sd
sdh1
m
2
H
N
hR
11
1B
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
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Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Classificação das estruturas quanto a deslocabilidade
Parâmetro classificador
∑∑∆
−
=
sd
sdh1
m
2
H
N
hR
11
1B
=∑ sdN
=∑ sdH
somatório da ações verticais em cada pavimento
Somatório das forças horizontais no andar considerado
=∆ h1 Deslocamento horizontal relativo do andar considerado
h=altura do pavimento
Rm=0,85 para pórticos e 1 para as demais estruturas
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Classificação das estruturas quanto a deslocabilidade
Parâmetro γγγγz
∑∑ ∆
−
=γ
isd,h
isd,vz
hF
F1
1
dtot
dtotz
M
M
,,1
,1
1
∆−
=γ
M1,tot,d = Momento de tombamento. Somatório dos momentos de todas as forças horizontais de cálculo em relação à base.
∆Mtot,d = Soma do produto das ações verticais de cálculo da combinação considerada pelos deslocamentos horizontais, dos seus respectivos pontos de aplicação, obtidos em análise de 1ª ordem.
∑∑∆
−
=
sd
sdh1
m
2
H
N
hR1
1
1B
Pode ser utilizado para classificar a estrutura
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
38
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Imperfeições geométricas - desaprumos
Em estruturas de pequena deslocabilidade
Em estruturas de média e grande deslocabilidade
1. Modelar a estruturas com deslocamentos inicias entre pavimentos de h/500.
2. Aplicação em cada andar de forças horizontais equivalentes a 0,2% das ações verticais de cálculo
3. Imperfeições do material podem ser desprezadas na análise
1. Modelar a estruturas com deslocamentos inicias entre pavimentos de h/333
2. Aplicação em cada andar de forças horizontais equivalentes a 0,3% das ações verticais de cálculo
3. Imperfeições do material devem ser levados em conta reduzindo a rigidez das barras para 80% do seu valor original.
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
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Tipos de análise a ser utilizada
1ª Ordem
2ª ordem
1. Em estruturas de pequena deslocabilidade2. Imperfeições iniciais forem levadas em conta3. Efeitos locais de 2ª ordem considerados 4. Força axial de cálculo das barras que participam do contraventamento
inferiores a 50% da força de escoamento da seção
Em estruturas de pequena deslocabilidade
1. Imperfeições iniciais devem ser levadas em conta2. Efeitos das imperfeições do material podem ser desconsiderado
Em estruturas de pequena deslocabilidade
1. Imperfeições iniciais devem ser levadas em conta2. Efeitos das imperfeições devem ser considerados
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
39
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Análise de 2ª ordem – Não linearidade geométrica
Análise exata – atualização da matriz de rigidez da estrutura
Análise Simplificada - P∆∆∆∆
Análise aproximada – coeficientes de amplificação dos esforços
de 1ª ordem
ltntr
ltntr
PBPP
MBMBM
2
21
+=
+=
Mnt – Momento de 1ª ordem devido às combinações de ações adequadas, com os deslocamentos horizontais na estrutura impedidos por apoios fictícios.
Mlt – Momento de primeira ordem causado pelas reações dos apoios fictícios utilizados para o cálculo de Mnt.
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
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Análise de 2ª ordem – Não linearidade geométrica
Análise aproximada – coeficientes de amplificação dos esforços
de 1ª ordem
lt2nt1r MBMBM += lt2ntr PBPP +=
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
40
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Análise de 2ª ordem – Não linearidade geométrica
Análise aproximada – coeficientes de amplificação dos esforços
de 1ª ordem
lt2nt1r MBMBM += lt2ntr PBPP +=
0,1
NN
1
CB
e
sd
m1 ≥
−
=
Ne = força normal de flambagem elástica com K=1Nsd1 = Força normal solicitante de cálculo na barra em análise de 1ª ordemCm = coeficiente de equivalência de momentos
2
1m M
M4,06,0C −= Momentos nas extremidades
das barras consideradas em análise de 1ª ordem
1Cm = Em barras com forças transversais
3 Subsistema vertical 3 Subsistema vertical 3.3 Análise
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Coletar ações verticais
Distribuir para os pilares e
deste para as fundações
Distribuir ações horizontais para
os subsistemas verticais
Diafragma rígido
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.1 Função
41
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.2 caminhamento das
ações
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Partes constituintes
� Laje
� Vigas
� Contraventamento horizontal
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.3 Componentes
42
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� Laje convencional moldada in loco
� Lajes treliçadas
� Pré-laje
� Lajes pré-fabricadas
� Lajes com forma de aço incorporada
� Pavimentos mistos aço-concreto
� Painéis de madeira
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.4 Tipos de lajes
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Tipos de lajes
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.4 Tipos de lajes
43
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.4 Tipos de lajes
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
� Vigas de alma cheia
� Vigas treliçadas
� Vigas colméia
� Vigas vierendeel
� Vigas mistas aço-concreto
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.5 Tipos de vigas
44
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Alma cheia
Viga colméia
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.5 Tipos de vigas
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Viga treliçadaViga vierendeel
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.5 Tipos de vigas
45
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Vigas mistas aço-concreto
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.5 Tipos de vigas
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Vigas mistas aço-concreto
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.5 Tipos de vigas
46
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Arranjos comuns de pavimento
v1 v1
v1 v1
v1 v1
v1 v1
v1 v1
v2
v2
v2
v2
v1
v1
Viga V2 mais carregada Viga V2 menos carregada
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.6 Arranjos
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
� Deve se garantir que a laje tenha rigidez
suficiente para trabalhar como diafragma rígido
Contraventamento no plano das vigas caso a
laje não seja (ou não possa ser) considerada
diafragma rígido
4 Subsistema Horizontal 4 Subsistema Horizontal 4.6 Efeito diafragma
47
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Estrutura tubular
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.1 Tubular
• Tubo Oco Vierendeel
• Tubo Oco Treliçado
• Tubo Celular
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Tubo Oco Vierendeel
Paredes Externas
Malha de Vigas e Pilares
Ligações Rígidas
Indicado até 50 Pavimentos
Pilares Internos
Ações Gravitacionais
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.1 Tubular
48
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Tubo Oco Treliçado
Paredes Externas
Malha Densa de Diagonais
Melhor Efeito de Tubo
Desvantagens
Grande número de ligações
Difícil fixação das vigas
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.1 Tubular
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Tubo Oco Treliçado
Melhoria dos Sistemas Anteriores
Redução do Número de Ligações
Bom Efeito de Tubo
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.1 Tubular
49
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
Tubo Celular
Princípio Básico
Inserção de Diafragmas
Formação de Células
Alma de viga em balanço
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.1 Tubular
Prof. Dr. Alex Sander Clemente de Souza
• Núcleo garante estabilidade lateral
• Pisos suportados por tirantes
•Fundação única sob o núcleo
•Usados em edifícios de 10 a 15 pav.
(limite: def. nos tirantes)
•Técnicas especiais de execução do
núcleo compatíveis com rapidez do aço
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.2 Pisos suspensos
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Quadrado RetangularEm CruzDuplo
Trapézio
5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais 5.2 Pisos suspensos
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5 Outros sistemas estruturais 5 Outros sistemas estruturais
•Treliças da altura do pé direito
•Pilares na periferia
•Planejamento circulação interna
5.3 Treliça inter pavimento
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6 Pré-dimensionamento6 Pré-dimensionamento6.1 Vigas alma cheia
Pré-dimensionamento de vigas
Pré-dimensionamento das vigas relação altura vão: h=L/15 a L/20
VS 300x43 – vãos > 6,0m
VS 300x33 – demais vãos
Pré-dimensionamento das vigas estimando o momento fletor (W):
Pré-dimensionamento das vigas estimando a flecha (I):
Estima-se o momento fletor de cálculo (de forma simplificada se adotar um carregamento de 8kN/m2 a 10kN/m2 no pavimento) Msd e determina-se o módulo elástico W da seção considerando um tensão de trabalho de 0,6fy
Estima-se o o carregamento de serviço, considera o limite de flecha de L/300 e determina-se o momento de inércia mínimo da seção
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6 Pré-dimensionamento6 Pré-dimensionamento6.2 Pilares
Pré-dimensionamento de pilares
1. Estima-se o esforço de compressão por meio de áreas de influência2. Pode se considerar um carregamento de 8kN/m2 a 10kN/m2 por
pavimento.3. No caso de flexo-compressão considera uma redução da resistência
a compressão da ordem de 25%. 4. Considera-s coficiente de flambagem global da ordem de 0,6 e local
igual a 15. Determina-s, finalmente, a área requerida para a seção da seção
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6 Pré-dimensionamento6 Pré-dimensionamento6.2 Pilares
Pré-dimensionamento de pilares
P1
P1
P1
P1
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P3
L5
L6
L6
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L5
L6
L6
L5
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P1
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V10
V11
V12 V12
V11 V11
V10V10
V13
V14
V13
V1
5
V1
5
V1
5
V1
5
V1
6
V1
7
V1
5
V1
5
V1
5
V1
5
V1
7V1
8
V1
8
V1
6
Ap1
Ap2
Ap3