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Algumas considerações sobre projeto de
estruturas com parede de concreto
Janeiro de 2009
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1. Introdução
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Apresentação
Trata-se de um sistema construtivo, de comportamento análogo à alvenaria estrutura, no qual todas
as paredes da edificação têm função estrutural, apoiadas em vigas baldrames ou em vigas de
transição, que por sua vez levam as cargas às fundações. Na região de portas e aberturas as
paredes são ligadas por lintéis de rigidez considerável.
Tanto as paredes estruturais como as lajes dos pavimentos são executadas em concreto armado in
loco, com concretagem simultânea.
O arcabouço estrutural final é, portanto, constituídos de elementos verticais com grande rigidez na
direção de maior inércia, nas duas direções principais da construção, monoliticamente ligados às
lajes, com função adicional de agir como diafragma rígido, dando à edificação grande rigidez global.
Os procedimentos do projeto estrutural
2.1 – modelo numérico
Para elaboração do projeto estrutural as paredes, lintéis e lajes são dispostos de modo a atender à
exigências do projeto arquitetônico em todos os andares da construção, dando origem a um pórtico
espacial.
Considerando-se as cargas permanentes de peso próprio, revestimentos e alvenarias
complementares, assim como as cargas variáveis verticais e horizontais devidas à ação do vento, o
pórtico obtido é processado num modelo tridimensional, ocasião na qual são obtidos seus
parâmetros de deslocabilidade local e global, assim como os esforços solicitantes em todos os
elementos estruturais considerados.
Até esta fase, a estrutura do edifício constituído por paredes de concreto foi analiticamente tratado
como um edifico convencional de concreto armado, formado por vigas, pilares e lajes.
2.2 – Dimensionamento dos elementos estruturais
As lajes e lintéis do edifício são dimensionadas como as de um edifício convencional, em
conformidade com a NBR6118:2003 – Projeto e dimensionamento de estruturas de concreto –
Procedimentos.
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Tendo-se em vista que o dimensionamento de paredes de concreto armado não é suficientemente
abordado pela norma acima mencionada, tal como ocorre com a norma norte americana (ACI318-05
Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary) a ABCP – Associação
Brasileira de Cimento Portland, formou um grupo de engenheiros estruturais que escreveram um
documento contendo as recomendações de procedimentos para o projeto de tais elementos
estruturais, denominado Práticas Recomendadas de Projeto para Edifícios com Paredes de Concreto.
Para a elaboração dos procedimentos de dimensionamento, foram realizados centenas de ensaios
numéricos para a validação do método proposto, assim como foram realizados estudos comparativos
com os respectivos procedimentos do ACI318-05.
Assim, para o dimensionamento das paredes de concreto são empregados os procedimentos
contidos no documento acima mencionados, complementados pelas exigências da NBR6118:2003.
2.3 – Detalhamento dos elementos estruturais
As lajes e lintéis do edifício são detalhadas como as de um edifício convencional, em conformidade
com a NBR6118:2003 – Projeto e dimensionamento de estruturas de concreto – Procedimentos.
As armaduras das paredes de concreto são constituídas por telas soldadas, com área de aço em
conformidade com o que se obteve no dimensionamento de cada parede. Armaduras
complementares de reforço de vãos de porta, aberturas de janelas, e furos para passagens de dutos
são dimensionadas também em conformidade com o que recomenda o documento emitido pela ABCP
acima mencionado.
2.4 – A questão da segurança estrutural
Tendo-se em vista que todos os procedimentos de dimensionamento e detalhamento dos elementos
estruturais dos edifícios constituídos por paredes de concreto seguem os procedimentos da
NBR6118:2003, complementados pelas Práticas Recomendadas de Projeto para Edifícios com
Paredes de Concreto da ABCP, o nível de segurança estrutural contra os Estados Limites Últimos e
contra os Estados Limites de Serviços dessas estruturas é compatível com aqueles obtidos no projeto
de edifícios convencionais.
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Algumas fotos
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2.
O texto da Comunidade da Construção
Trata-se de um documento construído a partir da colaboração de vários
profissionais visando o estabelecimento de procedimentos aplicáveis a
edificações de baixa altura (regulamentação mínima), no âmbito da Comunidade
da Construção.
Esse texto pode ser considerado como embrião para uma futura norma da ABNT.
Além das premissas de projeto o texto apresenta com certa simplicidade:
- as Condições Analíticas de Segurança para o dimensionamento de painéis
de paredes de concreto;
- critérios para o dimensionamento ao redor das aberturas
As recomendações do detalhamento das paredes não foram contempladas pelo
texto e deverão ser tratadas na próxima etapa dos trabalhos que há de se iniciar
brevemente.
Pelo texto, as paredes podem ser consideradas sob carregamento centrado, se:
- a tensão solicitante característica < 0,20fck
- armaduras mínimas: rv=0,10% e rh=0,15%
- a excentricidade máxima for de 1,5+0,03t (cm)
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A expressão para o cálculo de Nrd será apresentada a seguir.
Expressão semelhante é também apresentada no item 24.5.8 da NBR6118:2003,
impondo essencialmente que a carga normal deve estar dentro do núcleo central.
No capitulo 14 do ACI318-05 apresenta-se solução análoga.
Encontra-se disponível aos interessados uma Tese de Doutorado “Experimental and
theoretical studies of normal and hight strength concrete wall panels” Doh, JH –
Griffith University – Austrália. È o estado da arte.
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3.
Determinação dos esforços solicitantes
Em principio as paredes de que se trata são elementos de casca. A análise das
estruturas empregando MEF é trabalhosa. Contudo esse tipo de processamento é
muito útil para a compreensão do comportamento estrutural. Sem essa
compreensão é muito arriscado o uso de métodos simplificados.
O TQS pode ser utilizado para a modelagem com alguns artifícios.
Um primeira comparação será apresentada entre um processamento pelo MEF e
o TQS.
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TQS
A busca da força normal e esforços fletores para as ações verticais e horizontais (vento
e desaprumo)
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MEF
Obtenção de forças e momentos em elementos de placa
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Comparando
TQS-normal
TQS c articulação
MCMR
MEF
Pilar
N (tf)
Ltot (M)
Nk (tf/m)
N (tf)
Ltot (M)
Nk (tf/m)
tf/m
Nk (tf/m)
P110
106,3
2,88
36,9
84,5
2,88
29,3
28,2
23,7
P112
18,6
0,95
19,6
18,1
0,95
19,1
28,3
22,8
P116
55,7
1,50
37,1
53,7
1,50
35,8
28,3
22,7
Conclusões iniciais:
1 - Há divergência nos resultados
2 – Tais diferenças não são importantes para o dimensionamento das paredes
3 – Mas são muito importantes para o dimensionamento das estruturas de
transição
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4.
Dimensionamento
CONTANTES
fck
300
H
300
k
0,85
rmin,v
0,0010
rmin,h
0,0015
fsd
4350
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H/t
l
e,nucle
e,min
K1
K2
Denomi
Nrd,max
Nrd,expr
Nrd,ACI
Nrd,NB1:0
3
10
30,0
88
1,67
1,80
2,52
0,07
3,50
84000
44607
46922
49219
11
27,3
80
1,83
1,83
2,29
0,00
2,29
92400
74856
63131
66222
12
25,0
74
2,00
1,86
2,10
0,00
2,10
100800
89084
78427
82266
13
23,1
68
2,17
1,89
1,94
0,00
1,94
109200
104551
93019
97572
14
21,4
63
2,33
1,92
1,80
0,00
1,80
117600
121254
107058
112299
VIA TQS
t (cm
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73000
104000
159000
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5 – Apresentação e detalhamento
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Obrigado pela atenção
José Roberto Braguim
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