Pilares, Vigas, Lajes e Fundações

Pilares, Vigas, Lajes e Fundações

Importantes novidades no dimensionamento, detalhamento e desenhos dos principais elementos estruturais de um edifício.

Índice

CAD/Pilar CAD/Vigas CAD/Lajes CAD/Fundações

CAD/Pilar

Limite de Pontos da Seção

O número máximo de pontos na seção transversal de pilares foi sempre uma das limitações associadas ao CAD/Pilar, evitando que grandes núcleos de edifícios pudessem ser devidamente detalhados automaticamente.

Esta limitação foi aumentada consideravelmente, permitindo que o dimensionamento, detalhamento e desenho deste tipo de pilar sejam feitos de forma automática.

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Armadura Mínima Diferenciada

É possível, através de um novo critério, que os primeiros lances dos pilares sejam dimensionados com taxa de armadura mínima diferenciada dos demais lances.

O controle da taxa diferenciada é feito através de um dado piso do edifício: A taxa diferenciada será utilizada para todos os lances de pilares que estiverem abaixo deste piso.

Armadura Mínima Transversal de Pilar Parede Retangular

Foi criado um critério independente que controla a taxa mínima de armadura transversal de pilares-parede retangulares. Ou seja, o critério novo atinge apenas pilares-parede retangulares.

Compatibilização do Valor do Le

O valor dos índices de esbeltez do pilar foi compatibilizado entre o relatório de "Montagem de carregamentos" e a análise local (segunda exclamação) executada no Editor Rápido do CAD/Pilar.

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Anteriormente, para o primeiro lance de pilares, estes valores podiam estar com pequenas diferenças.

Novos Critérios de Desenho

Para facilitar o entendimento dos desenhos de pilares, novos itens de desenho foram incluídos: hachura do pilar que morre/segue e indicação dos níveis de concretagem dos pilares.

Cotas de concretagem

Foi incluído critério para que, além do nome, seja também desenhado o nível das cotas de concretagem de pilares e vigas invertidas. Este tipo de apresentação auxilia o entendimento das linhas de nível desenhadas no detalhamento dos pilares.

Abaixo podemos observar um exemplo de desenho de pilar apenas com os níveis dos pavimentos:

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Existem dois critérios associados: "Nível do pavimento" e "Definir nível de vigas invertidas/rebaixadas".

Para o critério "Nível do pavimento" existem três opções possíveis:

  • Apenas título;
  • Título do pavimento e nível de concretagem;
  • Apenas nível de concretagem.

Abaixo é apresentado o resultado para cada um destes itens:

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Para o critério "Definir nível de vigas invertidas/rebaixadas", é possível ativar ou desativar o desenho deste nível. Abaixo é apresentado o resultado para as duas opções possíveis:

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Hachura

Foi incluído critério que permite que a parte da "seção que morre" de um pilar seja hachurada. Este tipo de detalhamento é útil no caso de pilares que mudam de seção e onde o engenheiro estrutural queira deixar mais claro no desenho do pilar o modo com que as seções inferior e superior se sobrepõem. A seguir são apresentados dois exemplos simples do uso deste critério:

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Existem quatro opções para a definição deste critério. A seguir são apresentados exemplos do comportamento de cada uma destas opções:

Não hachurar:
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Hachurar seção que morre:
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Hachurar seção que segue:
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Poligonal na seção que segue:
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Nível de desenho do símbolo de nível do piso

Foi incluído critério que permite definir o nível de desenho das flechas que indicam o nível dos pisos. A seguir é indicado este símbolo:

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Nível de desenho das setas de cotagem do pé-direito

Foi incluído critério que permite definir o nível de desenho das setas de cotagem do pé-direito do piso. A seguir é indicada esta seta:

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Novas Tarjas de Desenho

Três novas tarjas foram criadas para alertar os usuários sobre possíveis problemas do dimensionamento ou ainda sobre limites de dimensão.

Barra solta no pórtico está travado no CAD/Pilar

Em algumas situações, durante a modelagem estrutural e a montagem do modelo de análise estrutural, o modelo de um pilar no pórtico espacial pode divergir do modelo no CAD/Pilar. Um exemplo deste comportamento é representado pelas figuras abaixo:

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Na primeira figura podemos observar que o pilar, apesar de estar associado a vigas, é, na verdade, um pilar "solto" (ou em balanço). O mesmo ocorre para o segundo pilar, associado a uma laje em seu topo.

O CAD/Pilar considera que este pilar está travado na base e no topo. No modelo de análise estrutural (pórtico espacial) este pilar é tratado como uma barra em balanço.

Para alertar o usuário sobre esta divergência entre o tratamento da análise estrutural e do dimensionamento, além do erro que já existia no "Avisos e Erros", foi criada uma nova tarja nos pilares.

Esta nova tarja segue o seguinte esquema:

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Variação brusca de seção

Em muitas situações de projeto é necessário que haja a variação de seção do pilar. Este é um recurso comum e muito utilizado.

O problema é que o sistema, hoje, não esta preparado para o dimensionamento de blocos de transição de pilares, podendo permitir que o usuário lance possíveis situações incorretas em seu projeto. Alguns exemplos podem ser observados abaixo.

Para alertar o usuário sobre esta situação, será criada uma nova tarja nos pilares. Ou seja, esta é uma tarja de alerta e não de erro.

Esta nova tarja segue o seguinte esquema.

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Pilar com dimensão menor que a limite

Para alertar o usuário sobre esta situação, será criada uma nova tarja nos pilares. Ou seja, pilares com dimensões inferiores à permitida por norma terão tarja. E lembrando que esta é uma tarja de alerta e não de erro.

Esta nova tarja segue o seguinte esquema.

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CAD/Vigas

Novos critérios de desenho

Novos critérios que permitem definir o nível de desenho da flecha de corte apresentada no gabarito da viga, assim como o texto utilizado nos cortes de vigas e o seu nível de desenho.

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Viga com tração elevada

Vigas com tração elevada passam a ser desenhadas com tarja.

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CAD/Lajes

Novo critério que permite definir o modo de homogeneização de esforços, por área ou por largura, das faixas agrupadas interativamente dentro do Editor Rápido de Armadura do CAD/Lajes.

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Melhoria na obtenção da taxa de armadura positiva existente nas faces de um pilar para efeito de verificação de colapso progressivo.

As faixas de cisalhamento e de punção passam a ser tratadas de forma separada no Editor Rápido de Armadura do CAD/Lajes, permitindo ao usuário um maior controle na visualização/edição das mesmas.

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Lajes submetidas à tração elevada são desenhadas com tarja.

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CAD/Fundações

Blocos

Verificação das bielas de compressão na base do pilar

Foi introduzida a opção de verificação das bielas de compressão na base do pilar em blocos retangulares sobre quatro ou mais estacas segundo metodologia apresentada por Fusco (1994).

Nessa verificação, a tensão é analisada em uma área ampliada situada à profundidade X da face superior do bloco, considerando que, a partir dessa profundidade, apenas o concreto passa a resistir às tensões resultantes dos esforços transmitidos ao bloco. No cálculo da profundidade X são levadas em consideração as dimensões do pilar e a taxa geométrica de armadura de arranque do pilar (ρ). Deve-se adotar um valor médio para esta taxa geométrica para todos os pilares dentre os valores listados. Também é necessário definir o ângulo de espraiamento das bielas de compressão (θ), variando dentro da faixa de 45° a 64°. A tensão normal na área ampliada é calculada a partir de uma força normal equivalente que considera os efeitos dos momentos transmitidos ao bloco. Nesse caso, para que o bloco seja considerado seguro quanto à tensão nas bielas de compressão, a tensão à profundidade X (σc2) deve ser inferior a 20% da resistência à compressão de cálculo do concreto (fcd).

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Capacidade de carga das estacas

Agora, é possível informar a capacidade de carga das estacas para o dimensionamento dos blocos de fundação sobre estacas. Desta forma, conhecido o valor da capacidade de carga da estaca utilizada no bloco, será criado um caso de carregamento adicional em que o bloco é solicitado somente a uma força vertical igual ao produto da capacidade de carga pelo número de estacas do bloco. Neste caso, será descontando o peso próprio do bloco, de forma que a reação máxima na estaca seja igual à sua capacidade de carga. Assim, a capacidade de carga da estaca é levada em conta no dimensionamento do bloco.

Ainda, se for encontrada uma força máxima em estaca – F1 – maior que a capacidade de carga da estaca, é apresentada uma mensagem de erro alertando o usuário dos casos de carregamento em que a força solicitante máxima na estaca ultrapassa sua capacidade de carga.

Sapatas

Cálculo de tensões

O método de cálculo das tensões aplicadas ao solo pela sapata foi alterado, passando-se a utilizar método numérico que permite, com maior precisão, a determinação destas tensões para todas as combinações de dimensionamento.

No caso das áreas "tracionadas" do solo, estas regiões não são levadas em conta, de modo a trabalharmos com o comportamento não linear do solo.

Para sapatas submetidas à flexão composta obliqua, o diagrama de tensões no solo teria o seguinte aspecto:

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Cálculo dos momentos fletores

Os momentos fletores são calculados, para cada direção, em relação a uma seção de referência (S), que dista 0,15 vezes a dimensão do pilar normal à seção de referência, e se encontra internamente ao pilar.

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Cálculo das forças cortantes

O esforços cortante atuante na sapata é calculado em uma seção de referencia S, em cada direção da sapata, perpendicular à base de apoio da sapata e distante d/2 da face do pilar em cada direção.

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Verificação à compressão diagonal

Para a verificação de compressão diagonal do concreto, ao invés de utilizar todo o contorno crítico, são feitas 4 verificações, uma para cada lateral do retângulo envolvente ao pilar.

Desta forma, o esforço para cálculo da tensão cisalhante é feito em uma seção de referencia S, em cada direção da sapata, perpendicular à base de apoio da sapata e na face do retângulo envolvente.

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Alteração no relatório de pré-dimensionamento

O relatório de pré-dimensionamento foi alterado, permitindo analisar os novos valores verificados para cada uma das sapatas do projeto.

O relatório está separado nos seguintes itens:

  • Geometria
    • Pilar
    • Sapata
  • Carregamento
  • Resultados
    • Tombamento
    • Deslizamento
    • Tensões no solo
    • Momentos fletores
    • Compressão diagonal
    • Força cortante

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Alteração no relatório de dimensionamento

O relatório de dimensionamento das sapatas também foi alterado, permitindo analisar os novos valores verificados para cada uma das sapatas do projeto.

O relatório está separado nos seguintes itens:

  • Geometria
    • Pilar
    • Sapata
  • Carregamento
  • Resultados
    • Momentos fletores
    • Compressão diagonal
    • Força cortante

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