Pré-dimensionamento De Pilares

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 2

1.1 Lançamento da Estrutura 2

2 METODOLOGIA 3

2.1 Áreas de Influência 3

2.2 Coeficiente de majoração (α) 4

2.3 Cálculo das seções transversais dos pilares 4

3 RESULTADOS 5

4 CONCLUSÕES 7

5 REFERÊNCIAS 7

INTRODUÇÃO

O desenvolvimento do projeto do edifício em concreto armado foi iniciada a partir da concepção e lançamento da estrutura. O projeto arquitetônico representa a edificação com as seguintes características:

Pilotis

Pavimento Tipo

Escadas

A garagem é localizada no pavimento de pilotis, e o pavimento tipo é composto por quatro apartamentos, sendo 15 pavimentos tipo e mais uma cobertura, totalizando 17 pavimentos na edificação.

Lançamento da Estrutura

Na primeira etapa do projeto foram determinados os elementos que irão compor a estrutura, bem como detalhes construtivos e dimensionamento. Inicialmente, foram lançados os elementos estruturais definindo a posição das vigas, lajes e pilares de concreto armado, formando o sistema estrutural ilustrado na figura a seguir.

Figura 1 – Lançamento da estrutura do edifício em análise.

METODOLOGIA

Os procedimentos necessários para o pré-dimensionamento do elementos de pilares seguiu os conceitos abordados por Pinheiro (2007) e Giongo (2007). O pré-dimensionamento dos pilares ocorreu através do processo das áreas de influência.

Áreas de Influência

Para a determinação das áreas de influência para cada pilar, o pavimento é dividido em figuras geométricas, constituídas por retângulos (ou polígonos), sendo que cada uma delas compreende as ações que, presumivelmente, se deslocam para ele. Para a determinação das figuras geométricas dividem-se as distâncias (l = vão efetivo) entre os centros dos pilares pela reta que passa por um ponto contido no intervalo (0,45l a 0,55l) sendo que estes limites são adotados em função da posição do pilar na estrutura, a saber:

0,45l: pilar de extremidade e de canto, na direção da sua menor dimensão;

0,55l: complementos dos vãos do caso anterior;

0,50l: pilar de extremidade e de canto, na direção da sua maior dimensão.

No caso de edifícios com balanço, considera-se a área do balanço acrescida das respectivas áreas das lajes adjacentes, tomando-se, na direção do balanço, largura igual a 0,50l, sendo l o vão adjacente ao balanço. A figura 2 a seguir representa bem a configuração requerida.

Figura 2 – Áreas de influência dos pilares

Neste estudo, as áreas de influência dos pilares do contorno foram definidas até as faces externas da edificação. Não foram descontadas as áreas das aberturas (escadas e elevadores).

Coeficiente de majoração (α)

Após avaliar a força nos pilares pelo processo das áreas de influência, é determinado o coeficiente de majoração da força normal (α) que leva em conta as excentricidades da carga, sendo considerados os valores adotados em função da posição dos pilares:

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.

Cálculo das seções transversais dos pilares

A seção abaixo do primeiro andar-tipo é estimada, então, considerando-se compressão simples com carga majorada pelo coeficiente α, utilizando-se a seguinte expressão:

A_C=(30×α×A×(n+0,7))/(f_ck+ 0,01×(69,2-f_ck))

Onde:

AC = b x h → área da seção de concreto (cm²)

α → coeficiente que leva em conta as excentricidades da carga

A → área de influência do pilar (m²)

n → número de pavimentos-tipo

(n+0,7) → número que considera a cobertura, com carga estimada em 70% da relativa ao pavimento-tipo.

Fck → resistência característica do concreto (kN/cm²)

O edifício foi projetado com 15 pavimentos tipo, com seus pilares possuindo um Fck de 50 Mpa (5 kN/cm²). Como critério de projeto, foi fixada que a menor dimensão do pilar seja maior ou igual a 20cm (b ≥ 20 cm), com o objetivo de evitar que no dimensionamento se multipliquem as ações por um coeficiente adicional de segurança γn, aplicado a pilares que apresentam dimensões entre 19 cm e 12 cm.

Por fim, ao final do estudo do pré-dimensionamento, foram homogeneizadas as seções em até 3 tipos diferentes de arranjos, nos quais, supram obviamente as áreas efetivamente calculadas. Essa homogeneização é utilizada para auxiliar na execução do pilares.

RESULTADOS

Na figura a seguir, temos a configuração das disposições das áreas de influência de cada pilar. Pelas diferentes posições ocupadas pelos pilares, ocorreu áreas com formatos geométricos diversos.

Figura 3 – Área de influência dos pilares do edifício em análise.

Na Tabela 1, encontramos a nomenclatura dada ao pilar, o tipo de cada um, sua área de influência, a área da seção calculada e as dimensões