O Pré-dimensionamento Concreto Armado

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ESTRUTURAS

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: CONCRETO ARMADO I

PROFESSORA: MARIA DE LOURDES TEIXEIRA MOREIRA

PRÉ-DIMENSIONAMENTO

Antonio de Brito Amaral Junior

Antonio Hilton de Brito Passos

Antonio Jardel de Brito Almeida

Teresina - PI

2021

SUMÁRIO

1.0        INTRODUÇÃO        3

2.0        METODOLOGIA        4

2.1 Pilares        4

2.2 Vigas e Cintamentos        6

2.3 Lajes        7

2.4 Resistência Característica e Módulo de Elasticidade        8

3.0        PRÉ – DIMENSIONAMENTO        8

3.1        Pilares        8

3.2        Vigas e Cintamentos        9

3.3        Lajes        10

3.4        Módulo de Elasticidade        10

ANEXOS        11

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        21

1.  INTRODUÇÃO

O tamanho predeterminado da estrutura é baseado em uma estimativa do tamanho do elemento da estrutura. Para os arquitetos, tem uma função importante conceber projetos arquitetônicos de forma mais realista. Além disso, ajuda a compreender o comportamento da estrutura para obter um design coerente e prático. Para os engenheiros que desenvolvem cálculos estruturais, o pré-dimensionamento é usado como uma ferramenta para determinar a seção transversal de uma peça, o que é necessário durante o dimensionamento. Este trabalho visa considerar todo o projeto estrutural do edifício, como o valor estético e funcional do edifício (aspectos arquitetônicos), resistência, desempenho de serviço e durabilidade do edifício para predeterminar o tamanho de pilares, vigas, lajes e suportes do edifício.

1.  METODOLOGIA

2.1 Pilares

A partir do conteúdo ministrado em aula, os pilares foram pré-dimensionados com o auxílio da Apostila da Universidade de São Paulo (USP), “Fundação Concreto Armado e Projeto de Construção, Libânio M. Pinheiro, 2007”. Prosseguimos da seguinte forma:

1°) Áreas de influência:

São aquelas relacionadas a cada pilar da estrutura, para essas áreas, além da área de concreto do pilar, também é possível estimar a quantidade de carga atuante em cada pilar. A área é obtida dividindo a distância entre seus eixos da seguinte forma:

Pilares de canto e extremidade: 0,45l e 0,55l

Demais Pilares: 0,5l e 0,5l

2°) Área de concreto e dimensão dos pilares:

Com os resultados da área afetada, a fórmula demonstrada em sala de aula foi utilizada para calcular a área específica de cada pilar para estimar seu tamanho.

Para a maioria dos pilares, foi utilizada a seguinte fórmula:

            (01)[pic 1]

Onde:

Ac: Área de concreto, em cm²;

α: Coeficiente de majoração da força normal;

Ai: Área de influência, em m²;

n: Número de pavimentos;

fck: Resistência característica do concreto.

Obs.: Os valores de α foram utilizados seguindo a regra abaixo:

                 α= 1,3 →pilares internos ou de extremidade, na direção da maior dimensão

                   α= 1,5 →pilares de extremidade, na direção da menor dimensão

                   α= 1,8 →pilares de canto

Pilares que atuam na sustentação da caixa d’água foram pré-dimensionados de forma distinta, levando em conta os carregamentos gerados pela caixa. Para tais, utilizou-se uma variação da Equação 01, também demonstrada em sala:

         (02)[pic 2]

Onde:

Nk: Carga que atua sobre o pilar, em kN;

O valor de Nk foi obtido da seguinte maneira:

Calculou-se o Volume de Água, para estimar a carga gerada pela água e multiplicou-se tal resultado por 2, considerando que a carga de concreto será a mesma da água:

          (03)[pic 3]

Onde:

Pac: Carga no pilar devido a água + concreto, em kN;

Com: Comprimento da caixa d’água;

Alt: Altura da caixa d’água;

Lar: Largura da caixa d’água.

Para estimar o valor de Pac que cada pilar recebe, foi feita uma média ponderada, dividindo o valor de Pac para os 4 pilares obtendo de Pac(n):

                    (04)[pic 4]

Onde:

Pac(n): Carga no pilar devido a água + concreto em cada pilar, em kN;

n: número de pilares da caixa d’água;

Ainda foi necessário encontrar o valor da carga em cada pilar derivada do peso próprio da caixa:

                  (05)[pic 5]

Onde:

Pk: Carga derivada do peso próprio, em kN.

n: número de pavimentos.

Por fim, pôde-se então encontrar o valor de Nk, necessário para o cálculo da área de concreto dos pilares da caixa d’água, onde:

                      (06)[pic 6]

Assim, com o valor de Nk em mãos, utilizou-se a Equação 02 para se obter a área de concreto dos pilares da caixa d’água.