ANÁLISE DA ESTABILIDADE GLOBAL DE UM EDIFÍCIO

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SUMÁRIO

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 13

2.OBJETIVO 14

2.1 Objetivos Específicos 14

3.EDIFÍCIO 15

4.PARÂMETROS DE ESTABILIDADE GLOBAL 16

4.1. Não linearidade física 17

4.2 Não linearidade geométrica 18

4.3 Parâmetros de instabilidade e efeitos de segunda ordem 21

4.4 Parâmetro de instabilidade alfa (α) 22

4.5 Coeficiente γZ 24

4.6 Efeito de temperatura 26

5 CÁLCULO DA ESTABILIDADE 28

5.1 Parâmetro α 29

5.1.1 Verificação na Direção X 29

5.1.2 Verificação na Direção Y 32

5.2 Parâmetro γZ 35

5.2.1 Verificação na Direção X 35

5.2.2 Verificação na Direção Y 39

5.3 Efeito de temperatura 42

5.3.1 Cálculo do Deslocamento pelo Princípio dos Trabalhos Virtuais. 46

6. CONCLUSÃO 47

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 48

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1 INTRODUÇÃO

É essencial fazer uma análise detalhada em edifícios, onde será necessário realizar um projeto estrutural de uma edificação. Visando que os pilares e seu dimensionamento precisam suportar as cargas verticais que atuarão sobre esta estrutura. Estas cargas são compostas pelo próprio peso da estrutura, cargas permanentes, acidentais e excepcionais.

A análise é feita a partir de uma subdivisão das estruturas em elementos mais simples e isolados, para que haja uma separação virtual entre as lajes, vigas e os pilares. No caso das ações do vento, devido às dificuldades de análise, os seus efeitos eram geralmente desprezados na grande maioria dos edifícios.

Em situações que não era adequado ignorar o efeito do vento, a estrutura de contraventamento era formada essencialmente por pórticos planos. Com a modernização dos computadores, houve um aumento na aplicação de procedimentos mais sofisticados, que consideram a interação entre os vários elementos estruturais.

Na análise do edifício sob a ação do vento a evolução dos procedimentos trouxe uma solução muito mais eficiente, a estrutura de contraventamento passou a ser composta por um pórtico tridimensional, permitindo avaliar a interação entre os elementos estruturais de maneira mais precisa. A consideração da ação do vento passou a ser obrigatória para toda e qualquer situação, independentemente do número de pavimentos (altura do edifício), área construída, e etc. Isto impõe alterações importantes na determinação dos esforços solicitantes nos elementos.

Atualmente a tendência é que a estrutura seja analisada de uma forma global, considerando a interação dos diversos elementos, até mesmo com o solo, para verificar se seu sistema de travamento está adequado e devidamente dimensionado.

A NBR 6118/2014 traz dois parâmetros para verificar a instabilidade global das estruturas, o α é utilizado para avaliar se o sistema de contraventamento está adequado para classificar a estrutura em nós fixos ou nós móveis e indicar se os efeitos de segunda ordem necessitam ser considerados. Já o γz além de indicar os mesmos parâmetros do primeiro, serve como um majorador dos esforços de primeira ordem para a determinação dos esforços finais de cálculo.

2.OBJETIVO

Analisar numericamente o comportamento global de estruturas em concreto armado a partir de um projeto proposto, onde são calculados os esforços resultantes de ações verticais e horizontais que podem prejudicar a estabilidade global da estrutura em questão. Para estas avaliações, serão utilizados programas computacionais específicos, além do cálculo manual, para verificação da variabilidade entre eles.

2.1 Objetivos Específicos

Este trabalho visa apresentar as principais análises realizadas nos projetos de edificações, bem como seus conceitos, no tocante à estabilidade das estruturas, determinando-se, a partir delas, quais são as ações principais atuantes, bem como os seus devidos deslocamentos.

Apresenta-se, por meio de análise numérica, o comportamento global das estruturas no momento em que as ações principais estiverem agindo em uma estrutura proposta, com o auxílio do software, atendendo às instruções da NBR 6118 (ABNT, 2014).

A estes valores são comparados os resultados obtidos pela aplicação dos procedimentos: parâmetros, coeficiente e análise , para a análise de estabilidade, além do método da aplicação da coluna equivalente e sua rigidez.

Ao término destas análises, por meio dos programas computacionais e pelo cálculo manual, será comparada a variabilidade dos resultados entre eles em relação à norma NBR 6118 (ABNT, 2014)

- Avaliar a estabilidade do edifício quanto ao parâmetro α, seguindo as especificações da ABNT 6118/2014.

- Avaliar a estabilidade do edifício quanto ao parâmetro γz, seguindo as recomendações da ABNT 6118/2014.

- Verificar o deslocamento causado pela variação de temperatura em um pórtico deste edifício com base no princípio dos trabalhos virtuais.

3.EDIFÍCIO

Para realização do estudo foi desenvolvida a planta baixa de um edifício com 5 pavimentos. O número de pavimentos se justifica já que o método γz só apresenta resultados satisfatórios para edifícios com mais de 4 andares.

Todos os pilares possuem dimensões 15x40cm, com exceção de quatros pilares de 15x20cm, e de dois de 15x15cm. Cada pavimento possui altura de 3m, totalizando 15m a altura total do edifício. O concreto utilizado para o dimensionamento possui fck (resistência