Memorial de Cálculos de Dimensionamento de Estrutura

1. INTRODUÇÃO

  O presente trabalho tem como foco principal o dimensionamento do pilar 19 e da viga 5, localizados no semi subsolo, a partir dos conceitos e orientações dadas em sala de aula durante o período atual, visando fixar e aumentar o conhecimento sobre esses componentes bastante presentes no cotidiano dos diversos profissionais da construção civil.

Para a elaboração do projeto, nosso grupo fez uso das anotações feitas durante as aulas somado a outras pesquisas realizadas nas reuniões. Inicialmente, seguindo o roteiro disponibilizado pelo discente, começamos os cálculos e posteriormente, com todas as medidas determinadas, fizemos os desenhos dos elementos separadamente para, assim, alcançar nosso objetivo principal: o dimensionamento correto da estrutura para suportar as cargas necessárias.  

Foi determinado o dimensionamento de pilares de concreto armado e de aço e viga de concreto armado. Esses materiais são utilizados em abundância na construção civil. O concreto armado, além de ter vida útil elevada, resiste a esforços de compressão em pilares e tração nas vigas. Já o aço é resistente como o concreto, porém, devido ao módulo de elasticidade, a estrutura metálica pode ser projetada com seções mais esbeltas.

2. MEMORIAL DISCRITIVO

2.1 Pilar concreto armado

2.1.1 Área de influência

Primeiro começamos calculando a área de influência do nosso pilar e para isso dividimos as distâncias entre seus eixos por 0,45 na direção da sua menor dimensão, resultando em 2,925 m, e por 0,50 na direção da sua maior dimensão, tendo como resultado 2,25 m. E no nosso caso consideramos o vão todo do balanço de 1 m, para que a carga não se perca e vá para o nosso pilar. Com isso, nossa área de influência foi 19,01 m².

2.1.2 Carga no pavimento semi subsolo

        Em seguida, calculamos a carga no pilar baseado na área de influência, onde pegamos a carga do pavimento de 1.200 kgf/m² e multiplicamos pela área de influência, resultando em 22.812 kgf.

2.2.3 Nd (força normal)

        Depois calculamos o Nd, força normal, que é o resultado da multiplicação entre a carga encontrada anteriormente e o coeficiente adotado para pilares do tipo interno, já que é o tipo do nosso pilar, que é 1,8. Então o resultado do nosso Nd foi 410,616 KN.

2.1.4 Área da seção transversal do pilar

Para encontramos a área da seção transversal do nosso pilar, primeiramente tivemos que encontrar o Fcd e o Fyd, baseado nos valores do Fck = 40 Mpa e do Fyk = 42 kN/m² disponibilizados. Em seguida, foi necessário apenas aplicar na fórmula o Nd calculado anteriormente, os valores encontrados de Fcd e Fyd e o valor da taxa de armadura de 2%, também disponibilizado. A área encontrada foi de 100 cm², sendo necessário pilares com dimensões mínimas de 10 cm X 10 cm.

2.1.5 Taxa de armadura

A partir da taxa de armadura e da área da seção transversal do nosso pilar aplicando na fórmula de taxa de armadura, foi possível determinar a quantidade de barras e seu respectivo diâmetro na tabela.  

2.2 Pilar de aço

2.2.1 Área de influência

A área de influência do pilar de aço segue o mesmo princípio da área de influência do pilar de concreto armado. Então, utilizamos o mesmo valor para o dimensionamento dos pilares de aço.

2.2.2 Carga do pavimento semi subsolo

Em seguida, calculamos a carga no pilar baseado na área de influência, onde pegamos a carga do pavimento de 1.000 kgf/m² e multiplicamos pela área de influência, resultando em 19.010 kgf.

2.2.3 Nd (força normal)

Depois calculamos o Nd, força normal, que é o resultado da multiplicação entre a carga encontrada anteriormente e o coeficiente adotado para pilares do tipo interno, já que é o tipo do nosso pilar, que é 1,8. Então o resultado do nosso Nd foi 342,18 KN.

2.2.4 Área da seção transversal do pilar

Para encontramos a área da seção transversal do nosso pilar, primeiramente tivemos que encontrar o Fyd, baseado no valor do Fyk = 34,5 N/m² disponibilizados. Em seguida, foi necessário apenas aplicar na fórmula o Nd calculado anteriormente, e o valore encontrado de Fyd. A área encontrada foi de 11 cm², possibilitando determinar suas dimensões na tabela.

2.3 Viga

2.3.1 Área de influência

Primeiro vimos o tipo de apoio da laje sobre a viga, que pode ser engasgada, apoiada ou bordo livre, no nosso caso, como ela não se move, ela é toda engasgada. A parte em balanço é bordo livre e, por regra, quando dois apoios são do mesmo tipo existe um ângulo de 45° entre eles, e, a partir disso achamos a área de influência, AI=9,31 m². Toda carga da parte em balanço da laje vai para nossa viga. Assim, também fizemos a área de influência dessa parte e o resultado foi 5,42 m². Por ser engasgada e engasgada, o ângulo é de 45°, a linha vai até o limite da laje e a parte que sobra vai para as outras vigas. Depois somamos as duas áreas de influência da nossa viga, resultando em 14,73 m².

2.3.2 Carga do pavimento semi subsolo

Em seguida, calculamos a carga do pavimento semi subsolo baseado na área de influência, onde pegamos a carga do pavimento de 1.200 kgf/m² e multiplicamos pela área de influência, resultando em 17.676 kgf.

2.3.3 Reação da laje na viga

Para fazer a reação da laje na viga, aplicamos na fórmula a carga do pavimento semi subsolo encontrada anteriormente, a área de influência e vão da viga. Dessa forma, encontramos o valor de 2.719,38 kgf/m.

2.3.4 Momento máximo

Para encontrar o momento máximo é preciso aplicar na fórmula a carga da reação da laje na viga de 2.719,38 kgf/m multiplicada pelo quadrado do vão da mesma e o produto dividido por 8.  Por conseguinte, encontramos o valor de 14.361,72 kgf.m.