DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS EM EDIFÍCIOS
Prof. Gerson Moacyr Sisniegas Alva
ECC 1008 – ESTRUTURAS DE CONCRETO
MODELOS ESTRUTURAIS PARA EDIFÍCIOS
LIMITAÇÃO DOS DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS
Aplicáveis às ações do vento
h,tot
iH
i+1hi+1
hi ih
850hi
hi1hi
1700H
tot,h
Total no edifício
Relativo entre 2 pavimentos consecutivos
Porque os deslocamentos horizontais devem ser limitados nos edifícios ?
Razão da Limitação
Prevenção de patologias em paredes (distorção excessiva)
fissura
Exemplo de ruína de alvenaria de blocos cerâmicos decorrente de deslocamentos horizontais excessivos (distorção)
Fonte: Fissuras na interface estrutura-alvenaria em edifícios de multipavimentosSAHB & CARASEK (2006) – VI Simpósio EPUSP de Estruturas de Concreto
É uma verificação do ESTADO LIMITE DE SERVIÇOTa
bela
13.
2 da
NB
R 6
118
vento1ser,h FF
3,01 Fator de combinação freqüente do ELS
Verificação apenas para as ações do vento Não se consideram as ações verticais nesta verificação
Observação:
No edifício modelo (em sala de aula) – Vento à 0Pavimento Fh,ser (kN) hi (mm) hi+1 - hi (mm)
cobertura 11,60 6,26 0,37
5 pav. 11,18 5,89 0,68
4 pav. 10,70 5,21 1,00
3 pav. 10,10 4,21 1,28
2 pav. 9,31 2,93 1,54
1 pav. 8,10 1,39 1,39
Base 0 -
mm54,1máxhi1hi
mm26,6tot,h
mm88,9170016800
1700H
OK!
mm29,38502800
850hi OK!
Fazer o mesmo para vento à 90
E se os deslocamentos foram maiores que os limites da NBR 6118 ?
Medidas para a redução dos deslocamentos horizontais
Enrijecimento da estrutura
Aumentar dimensões de pilares e /ou vigas
Alterar orientação dos pilares
Aumentar fck do concreto (módulo de elasticidade)
Sugestão:
Realizar esta verificação logo após o pré-dimensionamento inicial da estrutura
Ajuste do pré-dimensionamentoMontagem do modelo estrutural
ANÁLISE ESTRUTURAL
Objetivo principal: obter esforços e deslocamentos
Estados Limites (Último e Serviço)
Vigas ContínuasPórticos reduzidosPórticos planos
Pórticos planos associadosPórtico espacialPórticos espacial c/diafragmas rígidos
Lajes isoladasGrelhas
Qual modelo estrutural utilizar?
Observação: Diferenciar de método de cálculoMétodo das forças e método dos deslocamentos (Cross, Análise Matricial)...
Edifícios de múltiplos andares
Estrutura como um todo é tridimensional
Vigas
PilaresPórticos
Lajes (diafragmas)
2 ou mais direções
Estruturas de fundações
Ações horizontais podem atuar em diversas direções
Modelos estruturais para ações verticais e horizontais
1) Pórticos planos isolados
(25x25)
P1
P5
(25x35) (25x35) (25x25)
P2 P3 P4
(25x40) (25x55) (25x55) (25x40)
P6 P7 P8
(25x25) (25x35) (25x35) (25x25)
P9 P10 P11 P12
(20x45)
V1
(20x45)
V2
(20x45)V4
PÓRTICO 1
PÓRTICO 2
PÓRTICO 3
1Port,h
2Port,h
3Port,h
2Port,h1Port,h Rigidezes diferentes
P1
P5
P2
P6
distorção na laje(não ocorre na prática)
2Port,h1Port,h
menos realista
P1
P5
P2
P6
sem distorção na laje(mais realista)
mais realista
Laje participa como elemento rígido
Diferença entre esforços e deslocamentos pode ser relevante
Exemplo: FONTES E PINHEIRO (2005)
Modelo de pórtico espacial
sem a consideração das lajes no modelo com a consideração das lajes no modelo
Deslocamentos no pavimento sem a consideração das lajes
Deslocamentos no pavimento com a consideração das lajes (rígidos)
Exemplo: FONTES E PINHEIRO (2005)
barra rígida articulada (lajes)
P9 P11P10
V4
P12
V1 V2
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
2) Pórticos planos associados
Exemplo: edifício modelo
Considera as lajes (barras rígidas articuladas)
Modelo bastante satisfatório em diversos casos
Montagem do modelo de pórticos planos associados
Identificar pórticos que participam na rigidez (direção vento)
Associá-los em série (enfileirá-los) com barras rígidas (lajes)
Propriedades mecânicas e geométricas das barras rígidas
EA = suficientemente grande para caracterizá-la como rígida
Altura da seção = espessura da lajeLargura da seção = dimensão da laje (direção analisada)
Coerência física:
Módulo de elasticidade = vide concreto da laje
Lançar a ação horizontal total na direção analisada
P1
V1 V2
P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P11P10
V4
P12
11,60kN
11,18kN
10,70kN
10,10kN
9,31kN
8,10kN
(1) A ordem da sequencia dos pórticos não alteram os esforços de flexão nem os deslocamentos horizontais
Observações:
Edifício modelo – ELS (deslocamentos horizontais)
(2) A inclusão da viga VE1 da escada entre os pilares P2 e P3 favoreceria a obtenção de resultados mais realistas
Exercício
Identificar os pórticos a serem associados (Vento à 0 e 90)
Trabalho - 2semestre 2014
Cuidados na interpretação e na entrada de dados em aplicativos computacionais
para não prejudicar toda a análise estrutural...
VENTO (25x40)
P8
(25x55)
P7P6
(25x55)
P5
(25x40)
Qual é o momento de inércia do pilar P5? (vento à 0)
Ou para o FTOOL, qual é o valor de b e d ?
3) Pórticos espaciais com diafragmas rígidos (lajes)
Ideal: representa com mais fidelidade a estrutura
Captura efeitos de torção no edifício
Bastante utilizados atualmente em programas comerciais
Mais indicado em estruturas assimétricas em planta
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas deconcreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.
FONTES, F.F., PINHEIRO, L.M. Análise de um edifício por vários modelos estruturais. In: VISIMPÓSIO EPUSP DE ESTRUTURAS DE CONCRETO, São Paulo, 2006, Anais... EscolaPolitécnica da USP, 2006.
SAHB, C.A.S.; CARASEK, H. Fissuras na interface estrutura-alvenaria em edifíciosmultipavimentos. In: VI SIMPÓSIO EPUSP DE ESTRUTURAS DE CONCRETO, São Paulo, 2006,Anais... Escola Politécnica da USP, 2006.