Dimensionamento de pilares

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Pilares

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Dimensionamento de Pilares com base na NBR 6118:2003
NOTAS DE AULA

Prof. Dr. José Luiz Pinheiro Melges

Março de 2007

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Agradecimentos
Este material foi montado a partir de diversos trabalhos disponíveis na Internet, desenvolvidos por:

Prof.Dr. José Samuel Giongo Prof.Dr. Libânio Miranda Pinheiro Eng.MsC. Murilo Scadelai Eng.MsC. Gerson Alva Eng.Leonardo de Araujo dos Santos Eng. Alio Ernesto Kimura Prof.Dr. Ricardo L. Silva e França Prof.Dr. Paulo Sérgio dos Santos Bastos

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1. INTRODUÇÃO
Pilares são elementos estruturais lineares, em geral verticais, cuja função é receber as ações atuantes nos diversos níveis e conduzi-las até a fundação (figura 1). Junto com as estruturas de fundação, os pilares constituem-se nos principaiselementos estruturais de uma construção, pois a ruína de um deles pode provocar danos globais, podendo acarretar até mesmo o famigerado colapso progressivo.

Figura 1 – Pilar (GIONGO, 2002)

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Nos pilares de edifícios, em geral, o esforço predominante é a força normal de compressão. Nas construções térreas sem paredes internas, como por exemplo os barracões industriais, asforças verticais nos pilares são de pequena intensidade, predominando as forças horizontais devidas ao vento. Nesses casos, o esforço principal é o momento fletor, com os pilares funcionando como contrafortes. Junto com as vigas, os pilares formam os pórticos, que resistem às ações verticais e horizontais e garantem a estabilidade global da estrutura. As ações verticais são transferidas aos pórticospelas estruturas dos pavimentos e as ações horizontais decorrentes do vento são levadas aos pórticos pelas paredes externas.

Figura 2 – Pórtico formado por vigas e pilares (GIONGO, 2002)

Outros elementos de contraventamento podem ser associados aos pórticos para dar maior rigidez à estrutura. Os principais são os pórticos entreliçados, as paredes estruturais e os núcleos, estes, em geral,situados no contorno da abertura para os elevadores, como mostra a Figura 3. As lajes, com rigidez praticamente infinita no plano horizontal, dão travamento ao conjunto, promovendo a distribuição dos esforços entre os elementos de contraventamento. As estruturas dos edifícios podem ser classificadas, segundo sua rigidez, em contraventadas e não-contraventadas. As estruturas contraventadas são as quedispõem de uma subestrutura de contraventamento suficientemente rígida para absorver praticamente todas as ações horizontais. Os nós dessas estruturas em geral apresentam pequenos deslocamentos, podendo-se, assim,

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dispensar a consideração dos efeitos globais de segunda ordem, constituídos pelos esforços adicionais advindos desses deslocamentos. Neste caso, a estrutura é ditaindeslocável ou de nós fixos. Os pilares abordados neste trabalho são admitidos de nós indeslocáveis. As estruturas não-contraventadas, ao contrário, não possuem capacidade de resistir às ações horizontais sem que os nós apresentem deslocamentos significativos. Portanto, os efeitos globais de segunda ordem, sendo bastante expressivos, precisam ser levados em consideração no dimensionamento das peças.As estruturas não-contraventadas são também conhecidas como estruturas deslocáveis ou de nós móveis. A verificação da estabilidade da estrutura e a consideração dos efeitos de segunda ordem serão apresentados oportunamente. Pórtico entreliçado

Núcleo

Parede estrutural

Figura 3 - Elementos de contraventamento (FUSCO, 1986)

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Os esforços solicitantes nos pórticos podemser determinados pelos processos conhecidos da Estática das Estruturas, inclusive utilizando programas para computador.

2. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
2.1. COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM Denomina-se comprimento de flambagem l e a distância entre os pontos de inflexão da deformada do pilar, cujas posições dependem das condições de apoio. Os casos mais usuais estão indicados na Figura 4.

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