Memorial Projeto Estrutural



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Projeto Estrutural

Projeto Padrão CRAS – SST

Diversas Localidades de SC

Memorial Projeto Estrutural

25/03/2013



Florianópolis, 30 de julho de 2013.


  1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS

A obra refere-se a uma estrutura projetada em concreto armado. O projeto é composto por pavimentos conforme descrito na tabela a seguir.


Pavimentos da estrutura:


Pavimento

Altura (cm)

Nível (cm)

Tampa Reservatório

225

550

Cobertura

315

325

Baldrame

150

10

O objetivo desta memória de cálculo é apresentar as especificações de materiais, critérios de cálculo, o modelo estrutural e os principais resultados de análise e dimensionamento dos elementos da estrutura em concreto armado.





  1. Normas relacionadas ao projeto

Os principais critérios adotados neste projeto, referente aos materiais utilizados e dimensionamento das peças de concreto seguem prescrições normativas.


Normas:
- ABNT NBR 6118:2007 - Projeto de estruturas de concreto - Procedimento

- ABNT NBR 6120:1980 - Cargas para o cálculo de estruturas de edificações

- ABNT NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações

- ABNT NBR 7480:2007 - Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado - Especificação

- ABNT NBR 8681:2003 - Ações e segurança nas estruturas – Procedimento



  1. Critérios para durabilidade

Visando garantir a durabilidade da estrutura com adequada segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o período correspondente a vida útil da estrutura, foram adotados critérios em relação à classe de agressividade ambiental e valores de cobrimentos das armaduras, conforme apresentado nas tabelas a seguir.

Classe de agressividade ambiental adotada:


Pavimento

Classe de agressividade ambiental

Agressividade

Risco de deterioração da estrutura

Todos

III

forte

grande

Cobrimentos das armaduras:



Elemento

Cobrimento

(cm)

Vigas

4.00

Pilares

4.00

Lajes

3.50

Sapatas

4.00



3.1 Propriedades do concreto
O concreto considerado neste projeto e que será empregado na construção deve atender as características da tabela a seguir.
Características do concreto:

Elemento

fck

(kgf/cm²)

Ecs

(kgf/cm²)

fct

(kgf/cm²)

Abatimento

(cm)

Vigas

300

260716

29

8.00

Pilares

300

260716

29

8.00

Lajes

300

260716

29

8.00

Sapatas

200

212874

22

8.00



3.2 Propriedades do aço
O aço considerado neste projeto para dimensionamento das peças em concreto armado e que será empregado na construção deve atender as características da tabela a seguir:
Características do aço:

Categoria

Massa específica

(kgf/m³)

Módulo de elasticidade

(kgf/cm²)

fyk

(kgf/cm²)

CA50

7850

2100000

5000

CA60

7850

2100000

6000



  1. Ações de carregamento

Os coeficientes de ponderação das ações utilizados foram:


Coeficientes de ponderação das ações:

Ação

Coeficientes de ponderação

Fatores de combinação




Desfavorável

Favorável

Fundações

Construção

Psi0

Psi1

Psi2

Peso próprio (G1)

1.30

1.00

1.00

1.30

-

-

-

Adicional (G2)

1.40

1.00

1.00

1.30

-

-

-

Solo (S)

1.40

1.00

1.00

1.30

-

-

-

Acidental (Q)

1.40

-

1.00

1.20

0.70

0.60

0.40

Água (A)

1.10

-

1.00

1.20

1.00

1.00

1.00

Vento X+ (V1)

1.40

-

1.00

0.00

0.60

0.30

0.00

Vento X- (V2)

1.40

-

1.00

0.00

0.60

0.30

0.00

Vento Y+ (V3)

1.40

-

1.00

0.00

0.60

0.30

0.00

Vento Y- (V4)

1.40

-

1.00

0.00

0.60

0.30

0.00

Desaprumo X+ (D1)

1.20

1.00

1.00

0.00

-

-

-

Desaprumo X- (D2)

1.20

1.00

1.00

0.00

-

-

-

Desaprumo Y+ (D3)

1.20

1.00

1.00

0.00

-

-

-

Desaprumo Y- (D4)

1.20

1.00

1.00

0.00

-

-

-



4.1 Carregamentos das lajes
Pavimento Baldrame

Lajes

Dados

Sobrecarga (kgf/m²)

Nome

Tipo

Altura

(cm)

Elevação

(cm)

Peso próprio

(kgf/m²)

Total

Localizada

L1

Treliçada 1D

17

0

366

300

-

L2

Treliçada 1D

17

0

360

300

-

L3

Treliçada 1D

17

0

366

300

-

L4

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L5

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L6

Pré-moldada

17

0

360

300

-

L7

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L8

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L9

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L10

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L11

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L12

Treliçada 1D

17

0

360

300

-

L13

Pré-moldada

13

0

284

300

-

L14

Pré-moldada

13

0

284

300

-

Pavimento Cobertura



Lajes

Dados

Sobrecarga (kgf/m²)

Nome

Tipo

Altura

(cm)

Elevação

(cm)

Peso próprio

(kgf/m²)

Total

Localizada

L1

Pré-moldada

13

-30

284

150

sim (ver forma)

L2

Maciça

13

-30

325

150

-

L3

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L4

Pré-moldada

13

-30

284

150

-

L5

Pré-moldada

13

-30

284

150

-

L6

Pré-moldada

17

0

360

130

-

L7

Pré-moldada

13

-30

284

150

sim (ver forma)

L8

Maciça

13

-30

325

150

-

L9

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L10

Pré-moldada

17

0

360

150

sim (ver forma)

L11

Pré-moldada

13

-30

284

150

sim (ver forma)

L12

Pré-moldada

13

-30

284

150

-

L13

Pré-moldada

13

-30

284

150

-

L14

Pré-moldada

13

-30

284

150

-

L15

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L16

Maciça

12

0

300

250

-

L17

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L18

Pré-moldada

13

-30

284

150

-

L19

Treliçada 1D

13

0

287

150

-

L20

Treliçada 1D

17

0

360

150

-

L21

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L22

Maciça

12

0

300

250

sim (ver forma)

L23

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L24

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L25

Pré-moldada

13

0

284

150

-

L26

Treliçada 1D

13

0

284

150

-

L27

Pré-moldada

13

0

284

150

-

Pavimento Tampa Reservatório



Lajes

Dados

Sobrecarga (kgf/m²)

Nome

Tipo

Altura

(cm)

Elevação

(cm)

Peso próprio

(kgf/m²)

Total

Localizada

L1

Pré-moldada

13

0

160

150

-



4.2 Cargas de parede
Propriedades das paredes:

Pavimentos

Paredes

Espessura

(cm)

Peso específico

(kgf/m³)

Baldrame

15.00

1300.00

Cobertura

15.00

1300.00



4.3 Ação do vento
O efeito do vento sobre a edificação é avaliado a partir de diversos parâmetros que permitem definir as forças aplicadas sobre a estrutura.
Parâmetros adotados para consideração do vento:

Parâmetros

Valor adotado

Observações

Velocidade

43.00m/s

-

Nível do solo (S2)

100.00cm

-

Maior dimensão horizontal ou vertical (S2)

Menor que 20 m

-

Rugosidade do terreno (S2)

Categoria II

Terrenos abertos em nível ou aproximadamente em nível, com poucos obstáculos isolados, tais como árvores e edificações baixas.

Fator topográfico (S1)

1.0

Demais casos.

Fator estatístico (S3)

1.00

Edificações para hotéis e residências. Edificações para comércio e indústria com alto fator de ocupação.

Ângulo do vento em relação à horizontal





Direções de aplicação do vento

Vento X+ (V1)

Vento X- (V2)

Vento Y+ (V3)

Vento Y- (V4)



Ver ações.

As forças estáticas devido ao vento foram calculadas para cada direção a partir dos parâmetros definidos, conforme apresentado na tabela a seguir.


Forças estáticas aplicadas nos pavimentos da estrutura devido ao vento:

Pavimento

Fachada X

(cm)

Fachada Y

(cm)

Nível

(cm)

S2

Coef.

Arrasto X

Coef.

Arrasto Y

Força X

(tf)

Força Y

(tf)

Tampa Reservatório

371.50

288.00

550.00

0.92

1.23

1.11

0.51

0.35

Cobertura

1052.50

2030.00

325.00

0.85

0.78

1.16

1.36

3.44

Baldrame

937.00

1882.00

10.00

0.40

0.77

1.17

0.10

0.29



  1. Imperfeições globais

Imperfeições geométricas globais devido ao desaprumo dos elementos verticais para verificação do estado limite último da estrutura.


Parâmetros adotados para consideração das imperfeições globais:

Parâmetros

Valor adotado

Observações

Direções de aplicação

Direção X

Direção Y



Ver ações.



5.1 Modelo de análise
A análise da estrutura foi realizada a partir da criação de um modelo de pórtico, sendo a estrutura formada por pilares e vigas admitidos como elementos lineares representados por seus eixos longitudinais. A modelagem das lajes de concreto do pavimento foi realizada pelo processo da analogia de grelha, onde as lajes são discretizadas em faixas substituídas por elementos estruturais de barras, obtendo-se assim uma grelha de barras plana interconectadas.
5.2 Verificação de estabilidade global
A análise global da estrutura é um importante instrumento de avaliação da estrutura, permitindo também avaliar a importância dos esforços de segunda ordem globais. Os parâmetros para avaliação de estabilidade global (Gama-Z e P-Delta), quando aplicáveis, poderão ser verificados nos resultados da análise.

5.3 Não linearidade física
Para consideração aproximada da não lineridade física considerou-se a rigidez dos elementos estruturais conforme apresentado na tabela a seguir:
Valores adotados para consideração da não-linearidade física:

Rigidez das vigas: 0.70 Eci.Ic

Rigidez dos pilares: 0.70 Eci.Ic

Rigidez das lajes: 0.30 Eci.Ic




  1. Fundação

O projeto estrutural apresenta uma opção em fundação profunda e outra em fundação rasa. O tipo de fundação deverá ser definido em função do laudo de sondagem do solo (SPT), realizado antes da inicialização da obra, visando melhor custo e segurança.

A fundação rasa foi dimensionada considerando um solo arenoso com uma pressão admissível de 1,5Kgf/cm², peso especifico de 1600Kgf/m³ e redutor do atrito de 0,67. Caso seja optado por esse tipo de fundação e o solo apresente uma pressão admissível menor que 1,5Kgf/cm², a fundação deverá ser redimensionada.

A fundação profunda foi dimensionada para estacas pré-moldadas, sendo especificado no projeto o tipo de estaca e a armadura dos blocos.




  1. RECOMENDAÇÕES



7.1 Armaduras
As barras de aço utilizadas para as armaduras das peças de concreto armado, bem como sua montagem, deverão atender às prescrições das Normas Brasileiras que regem o assunto, a saber: NBR-7187 e NBR-7480.

De modo geral, as barras de aço deverão apresentar suficiente homogeneidade quanto às suas características geométricas. Não deverão apresentar, também, defeitos tais como bolhas, fissuras, esfoliações e corrosão.

Os aços estruturais deverão ser depositados em pátios cobertos com pedrisco e colocados sobre travessas de madeira.

Todos os materiais deverão ser agrupados por categorias, por tipo e por lote. O critério de estocagem deverá permitir a utilização em função da ordem cronológica de entrada.

É obrigatória a utilização de espaçadores entre forma e armação para garantir os cobrimentos

de projeto.



7.1.1 Limpeza
As barras de aço deverão ser convenientemente limpas de qualquer substância prejudicial à aderência, do concreto e de vestígios de oxidação (ferrugem).

A limpeza da armação deverá ser feita fora das respectivas formas. Quando feita em armaduras já montadas em formas, deverá ser executada de modo a garantir que os materiais provenientes desta limpeza não permaneçam retidos nas formas.


7.1.2 Dobramento
O dobramento das barras, inclusive para ganchos, deverá ser feito com os raios de curvatura respeitando os mínimos estabelecidos nos itens 6.3.4.1 e 6.3.4.2 da NBR-6118.

As barras de aço serão sempre dobradas a frio. As barras não poderão ser dobradas junto às emendas com solda.


7.1.3 Emendas
As emendas por transpasse deverão ser executadas conforme o detalhamento do projeto estrutural.
7.1.4 Fixadores e Espaçadores

Para manter o posicionamento da armadura, nas operações de montagem, lançamento e adensamento de concreto, deverão ser utilizados fixadores e espaçadores, para que fique garantido o recobrimento mínimo preconizado no projeto e que essas peças sejam totalmente envolvidas pelo concreto, de modo a não provocarem manchas ou deterioração nas superfícies externas.


7.1.5 Montagem
Deverão ser obedecidas as prescrições do item 10.5 da NBR-6118 para a montagem das armaduras.
7.1.6 Proteção
Antes e durante o lançamento do concreto, as plataformas de serviços deverão estar dispostas de modo a não acarretar deslocamento das armaduras.

As barras de espera deverão ser protegidas contra a oxidação, por meio de pintura com nata de cimento ou zarcão. Ao ser retornada a concretagem as barras de espera deverão ser limpas de modo a permitir uma boa aderência.


7.2 Lajes Pré-fabricadas
Deverão ser utilizadas lajes do tipo TreliçadA em concreto ou pré-moldadas, conforme especificado no projeto, com enchimento em blocos de cerâmicos,

Caberá ao fornecedor da laje determinar, em função da sobrecarga e vão da laje, a distância entre os eixos das vigotas e suas armaduras positiva e negativa.


7.2.1 Montagem e Execução
Para a montagem, colocam-se as vigotas e os blocos cerâmicos escorando-se o conjunto. Antes de se concretar as lajes, deve-se molhar intensamente as vigotas e os blocos para evitar que absorvam a água do concreto novo.

Deve-se iniciar a colocação de cada vão apoiando no mínimo 5 cm na viga que serve de apoio das nervuras.

O escoramento da laje deverá obedecer às recomendações do fabricante.

As escoras deverão estar apoiadas em base bem firme, para que não haja recalque durante a concretagem.

Deverão ser colocadas as vigotas com os números indicados nas extremidades de um mesmo lado do vão.

O concreto deverá ser lançado preenchendo os espaços entre as vigotas e as nervuras e formando o capeamento da laje.


7.3 Concretagem
O concreto deverá ter resistência conforme o especificado no projeto estrutural, e deverá ser

impermeável: a areia e brita utilizados não poderão provocar reações álcali-agregado com o

cimento, nem conter materiais orgânicos, ou argilosos, e a utilização de aditivos só poderá ser

feito se comprovadamente não atacarem o aço ou o concreto.

A água a ser utilizada deverá ser de acordo com as normas vigentes, não podendo conter excesso de íons cloretos ou sulfatos.

A relação água/cimento em massa deverá ser igual a 0,55 para os elementos estruturais.

A concretagem só poderá ser iniciada após a colocação previa de todas as tubulações e outros

elementos exigidos pelo projeto.

Não será admitido o lançamento do concreto de altura superior a 2 m.
7.3.1 Cura da laje

As lajes deverão sofrer cura úmida por no mínimo 10 dias consecutivos, começando logo após o concreto adquirir dureza superficial.


7.3.2 Preparo do Concreto
Em princípio, o concreto a ser utilizado na obra será fornecido pré-misturado por empresa especializada, em caminhões betoneira, devendo os materiais utilizados atender às condições desta especificação. Para pequenos volumes, para utilização em peças não estruturais, o concreto poderá ser preparado na própria obra, em central ou betoneira.

O concreto pré-misturado será transportado em caminhões betoneira, equipados com contadores de voltas localizados onde se possa fazer uma fácil leitura.

Junto com cada carregamento, o fornecedor deverá enviar os dados de volume e tipo de concreto e outros dados que forem exigidos pela fiscalização.

Após a chegada do caminhão betoneira à obra, será adicionada água e o tambor deverá dar 30 voltas antes da descarga. Em nenhum caso poderá decorrer mais de uma hora desde a adição da água até o final do lançamento do concreto.

Na preparação do concreto na obra, tanto em betoneira quanto em central, os componentes deverão ser medidos em peso e separadamente.

Ficará a critério da fiscalisação aceitar a mistura e o amassamento manual de volume de concreto inferiores a 0,25m³. Em caso de aceitação, deverá ser observada a NBR-6118.


7.3.3 Controle
Deverão ser retirados corpos de prova para o controle do concreto pré-misturado, de acordo com as normas pertinentes ao assunto.

7.3.4 Transporte


O transporte do concreto do local do amassamento até o local de lançamento poderá ser feito manualmente, por calhas inclinadas, por meios mecânicos, ou bombeamento.
7.3.5 Lançamento
O início de cada operação de lançamento está condicionado a realização dos ensaios de abatimento (“Slump Test”) pela construtora, em cada betonada ou caminhão betoneira.

O concreto só será lançado depois que todo o trabalho de formas, instalação de peças embutidas e preparação das superfícies esteja inteiramente concluído.

Todas as superfícies e peças embutidas que tenham sido incrustadas com argamassa proveniente de concretagem deverão ser limpas antes que o concreto adjacente ou de envolvimento seja lançado.

O concreto deverá ser depositado nas formas, tanto quanto for possível praticar, diretamente em sua posição final, e não deverá fluir de maneira a provocar sua segregação.

O lançamento será contínuo e conduzido de forma a não haver interrupções superiores ao tempo de pega de concreto.

O lançamento do concreto nas formas só poderá ser autorizado pelo profissional responsável após a verificação e aprovação de:

- geometria, prumos, níveis, alinhamentos e medidas das formas;

- montagem correta e completa das armaduras, bem como a suficiência de suas amarrações;

- montagem completa das peças embutidas na estrutura, como tubulações, eletrodutos e chumbadores;

- estabilidade, resistência e rigidez dos escoramentos e seus apoios;

- limpeza rigorosa das formas e armaduras; e

- vedação das formas.


7.3.6 Adensamento
Durante e imediatamente após o lançamento, o concreto deverá ser vibrado continuamente com equipamento adequado à sua trabalhabilidade.

O adensamento será executado de modo que o concreto preencha todos os vazios em fôrmas.

Durante o adensamento, tomar as precauções necessárias para que não se formem ninhos ou haja segregação dos materiais. Evitar a vibração de armadura para que não se formem vazios em seu redor, com prejuízo de aderência.

O adensamento de concreto se fará por meio de equipamentos mecânicos, através de vibradores de imersão, de configuração e dimensões adequadas às várias peças a serem preenchidas.

Observar as prescrições do item 13.2.2 da NBR-6118
7.3.7 Cura do Concreto
Depois de lançado nas formas e durante o período de endurecimento, o concreto deverá ser protegido contra chuvas, secagem, mudanças bruscas de temperatura, choques e vibrações que possam produzir fissuras ou prejudicar a aderência com a armadura, devendo-se adotar os procedimentos de cura do concreto, de acordo com a NBR-6118.
3.4.8 Reparos
No caso de falhas nas peças concretadas, deverão ser providenciadas medidas corretivas, compreendendo demolição, remoção do material demolido e recomposição, com emprego de materiais adequados a serem aprovados pelo engenheiro responsável. O autor do projeto estrutural deverá ser consultado quando for o caso do surgimento de defeitos graves.
3.5 Retirada das formas e escoramentos
A retirada de formas e do escoramento só poderá ser feita quando o concreto tiver resistência suficiente para resistir às cargas atuantes na época e seu módulo de elasticidade tiver valor compatível com os deslocamentos avaliados.

A retirada das fôrmas e escoramentos não deverá acontecer antes de:

- para faces laterais de vigas e pilares: 03 (três) dias;

- para faces inferiores de vigas e lajes, no caso das lajes com reescoramento previamente posicionado com o uso de tiras de reescoramento, com escoras bem encunhadas e convenientemente espaçadas : 14 (quatorze) dias;



- para faces inferiores de vigas e lajes sem reescoramento: 21 (vinte e um) dias



  1. Resumo de Materiais



Resumo de Materiais (Moldados in Loco)





Pavimento

Elemento

Peso do aço

+10 % (kg)

Volume de

concreto (m³)

Área de forma

(m²)

Consumo de

aço (kg/m³)

Peso treliças

(kg)

Tampa Reservatório

Vigas

32.9

0.6

10.1

54.3



Pilares

40.7

0.4

8.1

100.6



Lajes

0.0

0.5

0.0

0.0



Escadas

0.0

0.0

0.0

0.0



Fundações

0.0

0.0

0.0

0.0



Reservatórios

0.0

0.0

0.0

0.0



Muros

0.0

0.0

0.0

0.0



Total

73.7

1.5

18.2

50.0

0.0

Cobertura

Vigas

641.3

8.4

129.1

76.3



Pilares

339.9

3.9

71.6

87.6



Lajes

494.5

9.7

10.8

51.2



Escadas

0.0

0.0

0.0

0.0



Fundações

0.0

0.0

0.0

0.0



Reservatórios

0.0

0.0

0.0

0.0



Muros

0.0

0.0

0.0

0.0



Total

1475.7

21.9

211.4

67.3

0.0

Baldrame

Vigas

490.6

7.9

124.7

62.0



Pilares

151.2

1.3

23.2

118.3



Lajes

210.6

9.8

0.0

21.4



Escadas

0.0

0.0

0.0

0.0



Fundações

252.3

7.1

19.5

35.3



Reservatórios

0.0

0.0

0.0

0.0



Muros

0.0

0.0

0.0

0.0



Total

1104.6

26.2

167.4

42.2

0.0




Aço

Diâmetro

Peso + 10 % (kg)

Vigas

Pilares

Lajes

Escadas

Fundações

Reservatórios

Muros

Total

CA50

6.3

7.3



45.3









52.6

CA50

8.0

385.7



99.6



212.3





697.6

CA50

10.0

350.8

352.3

435.5



40.0





1178.7

CA50

12.5

143.9

39.4











183.3

CA60

5.0

277.1

140.1

124.7









541.8






Vigas

Pilares

Lajes

Escadas

Fundações

Reservatórios

Muro

Total

Peso total

+ 10% (kg)



CA50

887.8

391.7

580.4



252.3





2112.2

CA60

277.1

140.1

124.7









541.8

Total

1164.8

531.8

705.1



252.3





2654.0

Volume concreto (m³)

C-20









7.1





7.1

C-30

16.9

5.6

19.9









42.4

Total

16.9

5.6

19.9



7.1





49.6

Área de forma (m²)

263.9

102.8

10.8



19.5





397.1

Consumo de aço (kgf/m³)

68.8

95.6

35.4



35.3





53.5



Resumo de Materiais (Pré-Moldados)





Blocos de enchimento

Pavimento

Tipo

Nome

Dimensões(cm)

Quantidade

hb

bx

by

Baldrame

Lajota cerâmica

B12/30/20

12

30

20

1106

Lajota cerâmica

B12/30/20

12

30

20

154

Lajota cerâmica

B8/25/20

8

25

20

635

Cobertura

Lajota cerâmica

B8/25/20

8

25

20

142

Lajota cerâmica

B8/25/20

8

25

20

1137

Lajota cerâmica

B12/30/20

12

30

20

704

Lajota cerâmica

B12/30/20

12

30

20

56

Tampa Reservatório

EPS Unidirecional

B8/40/40

8

40

40

56





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