SISTEMATIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO A FLEXO-COMPRESSÃO

DE PILARES MISTOS PREENCHIDOS DE SEÇÃO RETANGULAR

Antonio Carlos Pulido (1) & Silvana De Nardin (2)

(1) Mestrando, PPGECiv – Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil –

Depto de Engenharia Civil, Universidade Federal de São Carlos.

(2) Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia Civil – Universidade Federal de São Carlos.

ELEMENTOS MISTOS

FRUTO DA UTILIZAÇÃO DO AÇO NA FORMA DE PERFIS LAMINADOS,

DOBRADOS OU SOLDADOS TRABALHANDO EM CONJUNTO COM O

CONCRETO SIMPLES OU ARMADO.

LAJE MISTA

ESTRUTURA MISTA

VIGA MISTA

LIGAÇÃO MISTAPILAR MISTO

ELEMENTOS MISTOS

OBJETIVOS DO ESTUDO - ESTUDAR, COMPREENDER E ORGANIZAR AS FORMULAÇÕES DE

DIMENSIONAMENTO DE PILARES RETANGULARES PREENCHIDOS PARA

UTILIZAÇÃO NA PESQUISA DE MESTRADO;

- CRIAR UMA PLANILHA DE DIMENSIONAMENTO QUE AUTOMATIZE O

CÁLCULO DOS PILARES QUE SERÃO UTILIZADOS NA PESQUISA;

- MOSTRAR QUE EXISTE A POSSIBILIDADE DE SE CRIAR ROTINAS DE

DIMENSIONAMENTO EM SOFTWARES UTILIZADOS NO DIA-A-DIA DOS

ESCRITÓRIOS, COMO É O CASO DO EXCEL;

- DEMONSTRAR PARA O MERCADO PROFISSIONAL QUE EXISTE

ALTERNATIVAS PARA DIMENSIONAMENTO DESTES ELEMENTOS, SEM A

UTILIZAÇÃO DE PACOTES COMPUTACIONAIS AVANÇADOS E CAROS.

- OBTER SENSIBILIDADE NO DIMENSIONAMENTO;

VANTAGENS DO PILAR MISTO PREENCHIDO

- GRANDE CAPACIDADE RESISTENTE COM DIMENSÕES REDUZIDAS;

- POSSIBILITA ATINGIR DEFORMAÇÕES PLÁSTICAS COM

COMPORTAMENTO DÚCTIL;

- REDUÇÃO DA POSSIBILIDADE DE FLAMBAGEM LOCAL;

- REDUÇÃO DE FORMAS E ESCORAMENTOS,

- REDUÇÃO DO PESO PRÓPRIO DA ESTRUTURA E ALÍVIO DAS

FUNDAÇÕES,

- BOA RESISTÊNCIA AO FOGO.

ELEMENTOS MISTOS

DESVANTAGENS

- ALTO CUSTO DOS PERFIS PRINCIPALMENTE QUANDO SE PRECISA DE

POUCAS PEÇAS;

- FORNECEDORES NEM SEMPRE SE ENCONTRAM PRÓXIMOS A OBRA;

- DIFICULDADES DE CONCRETAGEM;

ELEMENTOS MISTOS

DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS

PREENCHIDOS – NBR 8800:2008 ANEXO P

ELEMENTOS MISTOS

RESISTÊNCIA DO AÇO AO ESCOAMENTO

RESISTÊNCIA DO CONCRETO

(DENSIDADE NORMAL)

LIMITE DE ESBELTEZ LOCAL

RELAÇÃO ALTURA/LARGURA

DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS

PREENCHIDOS

ELEMENTOS MISTOS

FATOR DE CONTRIBUIÇÃO DO PERFIL DE AÇO

DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS

PREENCHIDOS

ELEMENTOS MISTOS

LIMITE DE ÍNDICE DE ESBELTEZ LOCAL

DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS

PREENCHIDOS

ELEMENTOS MISTOS

RIGIDEZ EFETIVA A FLEXÃO

UTILIZAÇÃO DE DOIS MÉTODOS:

a) MÉTODO SIMPLIFICADO - MODELO I:

b) MÉTODO GERAL - MODELO II:

ELEMENTOS MISTOS

2- DIMENSIONAMENTO À FLEXO-COMPRESSÃO

DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS

PREENCHIDOS

1- DIMENSIONAMENTO À COMPRESSÃO SIMPLES

DIMENSIONAMENTO DOS PILARES MISTOS

PREENCHIDOS- COMPRESSÃO SIMPLES

ELEMENTOS MISTOS

CURVA DE EFEITO DE

INSTABILIDADE c

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS – FLEXO-COMPRESSÃO

a) MÉTODO SIMPLIFICADO – MODELO I: semelhante ao utilizado pela norma

americana AISC-LRFD (2005), que representa a curva de interação Momento-

Forca Normal por dois trechos de reta.

ELEMENTOS MISTOS

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS – FLEXO-COMPRESSÃO

b) MÉTODO GERAL – MODELO II: representa a curva de interação por três

trechos de reta

ELEMENTOS MISTOS

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS – FLEXO-COMPRESSÃO

b) MÉTODO GERAL – MODELO II

ELEMENTOS MISTOS

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS- FLEXO-COMPRESSÃO

b) MÉTODO GERAL – MODELO II

ELEMENTOS MISTOS

MÓDULOS DE RESISTÊNCIA PLÁSTICOS

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS – FLEXO-COMPRESSÃO

b) MÉTODO GERAL – MODELO II

ELEMENTOS MISTOS

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS – FLEXO-COMPRESSÃO

b) MÉTODO GERAL – MODELO II

ELEMENTOS MISTOS

MÓDULOS DE RESISTÊNCIA PLÁSTICOS

DA ARMADURA:

DO PERFIL DE AÇO: FORNECIDO PELO FABRICANTE

DO CONCRETO:

EIXO QUE PASSA PELO CENTROIDE DA SEÇÃO MISTA

DIMENSIONAMENTO DE PILARES MISTOS – FLEXO-COMPRESSÃO

b) MÉTODO GERAL – MODELO II

ELEMENTOS MISTOS

MÓDULOS DE RESISTÊNCIA PLÁSTICOS

LINHA NEUTRA:

DO PERFIL:

L.N. DISTANTE Hn DO EIXO QUE PASSA PELO CENTROIDE DA SEÇÃO MISTA

DA ARMADURA:

DO CONCRETO:

DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS

- DESENVOLVIDAS PARA O DIMENSIONAMENTO DE PILARES

RETANGULARES MISTOS PREENCHIDOS;

CARACTERÍSTICAS E LIMITAÇÕES

- SOFTWARE UTILIZADO FOI O EXCEL – VERSÃO 2003;

- PERMITE DIMENSIONAR ELEMENTOS SUBMETIDOS A COMPRESSÃO,

FLEXÃO RETA E OBLÍQUA;

- NECESSITA DE ANÁLISE ESTRUTURAL PRÉVIA;

- POSSUI 4 ABAS:

- ENTRADA DE DADOS;

- ANÁLISE DO DIMENSIONAMENTO;

- DUAS ABAS AUXILIARES PARA A REALIZAÇÃO DOS CÁLCULOS.

ELEMENTOS MISTOS

DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS ENTRADA DE DADOS

ELEMENTOS MISTOS

DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS

ANÁLISE DO DIMENSIONAMENTO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLO 1 – COMPRESSÃO SIMPLES:

- NSD= 332 kN;

- COMPRIMENTO DESTRAVADO DO LANCE = 2,70 m;

- FY = 350 MPa;

- MÓDULO DE ELASTICIDADE DO AÇO = 200.000 MPa;

- FCK DO CONCRETO: 35 MPa;

- MÓDULO DE ESLASTICIDADE DO CONCRETO = CALCULADO PELA PLANILHA.

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLO 1 – COMPRESSÃO SIMPLES:

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLO 2 – FLEXOCOMPRESSÃO RETA:

- Nsd =332 kN;

- Mx,sd : 1.044,96 kN.cm;

- COMPRIMENTO DESTRAVADO DO LANCE = 2,70 m;

- FY = 350 MPa;

- MÓDULO DE ELASTICIDADE DO AÇO = 200.000 MPa;

- FCK DO CONCRETO : 35 MPa;

- MÓDULO DE ESLASTICIDADE DO CONCRETO = CALCULADO PELA PLANILHA.

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLO 2 – FLEXOCOMPRESSÃO RETA:

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLO 3 – FLEXOCOMPRESSÃO OBLÍQUA:

- Nsd = 332 kN;

- Mx,sd : 1.044,96 kN.cm;

- My,sd : 950,50 Kn.cm;

- COMPRIMENTO DESTRAVADO DO LANCE = 2,70 m;

- FY = 350 MPa;

- MÓDULO DE ELASTICIDADE DO AÇO = 200.000 MPa;

- FCK DO CONCRETO : 35 MPa;

- MÓDULO DE ESLASTICIDADE DO CONCRETO = CALCULADO PELA PLANILHA.

EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

ELEMENTOS MISTOS

EXEMPLO 3 – FLEXOCOMPRESSÃO OBLÍQUA:

COMENTÁRIOS FINAIS

ELEMENTOS MISTOS

- A IMPLEMENTAÇÃO VISOU A SISTEMATIZAÇÃO DAS VERIFICAÇÕES

APLICÁVEIS A PILARES MISTOS PREENCHIDOS DE SEÇÃO

RETANGULAR, SEGUNDO AS RECOMENDAÇÕES DO ANEXO P DA

NBR 8800:2008;

- PERMITE QUE O USUÁRIO AVALIE UM GRANDE CONJUNTO DE

PERFIS TUBULARES;

- PERMITE QUE SE ESCOLHA O TIPO DE MODELO DE INTERAÇÃO

QUE DESEJA ADOTAR (MODELO I OU II);

- DEMONSTRA A VIABILIDADE DA ELABORAÇÃO DE FERRAMENTAS

SIMPLES E ÁGEIS PARA AUXILIAR NO DIMENSIONAMENTO DE

ELEMENTOS ESTRUTURAIS MISTOS SEM AGREGAR GRANDES

CUSTOS FINANCEIROS.

AGRADECIMENTOS

ELEMENTOS MISTOS

OS AUTORES AGRADECEM AO PPGECIV – PROGRAMA DE PÓS-

GRADUAÇÃO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL DO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DA UFSCAR –

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS, PELO APOIO DADO AO

DESENVOLVIMENTO DESTE PROJETO QUE É PARTE DE UM

PROJETO DE MESTRADO ATUALMENTE EM DESENVOLVIMENTO E

INTITULADO “INFLUÊNCIA DO COMPORTAMENTO DAS LIGAÇÕES NA

ESTABILIDADE DE ESTRUTURAS MISTAS DE AÇO E CONCRETO.

DESENVOLVIMENTOS DAS PLANILHAS ELETRÔNICAS

EXEMPLO PRÁTICO

ELEMENTOS MISTOS