Concreto Armado - EU TE AMO vol 2 PDF

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Livro da bibliografia complementar...

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CONCRETO ARMADO EU TE AMO

MANOEL HENRIQUE CAMPOS BOTELHO OSVALDEMAR MARCHETTI

CONCRETO ARMADO EU TE AMO VOLUME 2 3ª EDIÇÃO REVISTA E AMPLIADA

NOVOS ASSUNTOS, PERGUNTAS, RESPOSTAS, CRÔNICAS ESTRUTURAIS E CONSIDERAÇÕES SOBRE A NORMA NBR 6118/2007

Concreto armado eu te amo, volume 2 © 2011 Manoel Henrique Campos Botelho Osvaldemar Marchetti Editora Edgard Blücher Ltda.

Ficha catalográfica Rua Pedroso Alvarenga, 1.245, 4–º andar 04531-012 – São Paulo – SP – Brasil Tel.: 55 (11) 3078-5366 [email protected] www.blucher.com.br

Segundo Novo Acordo Ortográfico, conforme 5. ed. do Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa, Academia Brasileira de Letras, março de 2009.

Concreto armado eu te amo, volume 2 Manoel Henrique Campos Botelho e Osvaldemar Marchetti – 3ª edição revista e ampliada – São Paulo: Blucher, 2011. De acordo com a nova NBR 6118/2007. Bibliografia. ISBN 978-85-212-0582-1 1. Concreto armado 2. Perguntas e respostas I. Marchetti, Osvaldemar II. Título.

É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer meios, sem autorização escrita da Editora. Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blücher Ltda.

07-1117

CDD-620.1370212

Índices para catálogo sistemático: 1. Concreto armado: Normas: Engenharia 620.1370212

HOMENAGENS Os autores apresentam suas homenagens a autores de livros que marcaram sua vida profissional: o Mestre Stephen Timoshenko, R. Loeser e Aderson Moreira da Rocha, além do “Manual do Construtor” de João Baptista Pianca, Editora Globo, livro escrito em Porto Alegre, RS, em 1967. O livro de João Baptista Pianca foi, na opinião de MHCB, o livro que melhor comunicou graficamente o ensino das estruturas de concreto armado. Agradecimentos Aos colegas e amigos que contribuíram com os autores: Emilio Paulo Siniscalchi Edson Gimenez Erivelton Aires Geraldo de Andrade Ribeiro Lúcio Martins Laginha Mario Massaro Júnior Mauricio Campos Botelho Nelson Newton Ferraz Rosemary Leandro Seixas à esposa Walda (biondina), de Manoel Henrique Campos Botelho e à esposa Maria Rita, de Osvaldemar Marchetti Pensamento Disse o poeta chileno Pablo Neruda: “confesso que vivi…” Parafraseando Neruda: “confessamos que, em livrarias e bibliotecas, livros e publicações, Internet e alfarrabistas, nós muito garimpamos”. MHCB e OM, janeiro, 2004 Programa de computador Manoel Henrique Campos Botelho recomenda e usa o programa de computador para estruturas de concreto armado da Pallet. www.pallet.com.br

INTRODUÇÃO

A NOVA NORMA DE CONCRETO NBR 6118/2007 No Brasil, a primeira norma de concreto armado foi feita pela Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT1 e chamou-se de NB-1 (foi também a primeira Norma Brasileira de Engenharia). Era o ano de 1940 e o trabalho de preparação da norma foi feito sobre um trabalho original da Associação Brasileira de Cimento Portland ABCP, uma entidade tecnológica empresarial que reúne os fabricantes de cimento de todo o País. Em 1950 e 1960 editaram novas versões dessa norma. Em 1978 saiu nova norma NB-1 com a denominação NBR 6118-1978. O livro “Concreto Armado, Eu te Amo” foi feito sob a égide dessa NBR 6118-78, também conhecida como NB-1/78. Assim temos a cronologia: 1940 – nasce a NB-1 (hoje denominada NBR 6118); 1950 – editada a revisão da NB-1; 1960 – editada a nova NB-1. Introduzido o conceito estatístico de resistência do concreto R e que denominamos hoje de fck; 1978 – editada a norma NB-1/78/NBR 6118. Nos meados dos anos 1990, iniciaram-se os trabalhos de revisão dessa norma de 1978 e que resultou na versão março/2003. Em 2007 saiu uma mínima revisão e essa norma chama-se hoje NBR 6118/2007. A norma 6118/2007 traz várias modificações em relação à anterior NBR 6118/1978. Entre outras mudanças, a nova norma: • apresenta de forma integrada a norma de concreto armado comum, concreto protendido e concreto simples; • limita-se ao campo de projeto e concepção estrutural e deixa para outra norma cuidar com mais detalhes de aspectos construtivos das obras; • em termos de resistência mínima do concreto, esta passa a ser de 20 MPa (200 kgf/cm2) para a superestrutura e 15 MPa para fundações; • altera significativamente o cálculo do Módulo de Elasticidade, implicando com isso, entre outras coisas, o estudo com novos critérios de previsão das flechas e outras deformações; 1

A ABNT é uma entidade privada que atua fazendo normas de acordo com a Resolução n. 7 do Conmetro. A ABNT é membro fundador da International Organization for Standardization (ISO).

8 • são introduzidos cuidados de projeto para combater fenômenos de fadiga e vibrações; • foram introduzidas modificações nos projetos de pilares, cisalhamento, flechas e que foram contemplados na terceira edição do livro “Concreto Armado, Eu te Amo”, 3.ª edição (agora o volume 1 da série); • cuida muito de aspectos de durabilidade, impondo condições de cobertura da armadura, exigências de limitação da relação água/cimento e teor mínimo de cimento por metro cúbico de concreto. A nova edição da norma é mais complexa que a anterior. Talvez por isso um grupo de especialistas, via Instituto Brasileiro do Concreto IBRACON, editou no ano 2000 uma norma de concreto armado simplificada e de alta respeitabilidade. A denominação dessa norma é: “Prática recomendada IBRACON para estruturas de edifícios de nível 1 Comitê Técnico CT – 301”. Observações Quanto ao dimensionamento de lajes, vigas e pilares, a nova norma NBR 6118/2007 indica: Vigas As tabelas de dimensionamento usando os coeficientes k3, k6 e kx e que constam do livro “Concreto Armado, Eu te Amo” (agora denominado volume 1) podem ser usadas desde que se use fck igual ou maior que 20 MPa (200 kgf/cm2). No capítulo 4.1 deste livro fornecemos tabelas para fck 15 MPa, 20 MPa, 25 MPa e 30 MPa que são os fck recomendados para concreto armado (fck = 15 MPa só para fundações). Lajes maciças Vale o mesmo que para vigas, por lajes são calculadas como vigas de um metro de largura. Pilares A nova NBR 6118/20072 trouxe modificações significativas no cálculo de pilares. Ver isso na 6.ª edição do livro “Concreto armado, Eu te Amo” (Volume 1). NOTA – CONSIDERAR

2

•

NBR 14.931 – Execução de Estruturas de Concreto.

•

NBR 15.696 – Fôrmas e Escoramento para Estruturas de Concreto.

Mudanças mínimas em relação a NBR 6118/2003.

APRESENTAÇÃO da primeira edição

Os autores do primeiro volume de Concreto Armado, Eu Te Amo, têm a satisfação de apresentar o volume 2 dessa coleção. Este segundo volume só foi possível graças às cartas e às correspondências eletrônicas que recebemos de nossos leitores, solicitando novos assuntos e levantando questões. Agregamos também assuntos acumulados em nossa experiência profissional. Este novo volume é um livro de “primeira leitura”, recomendando-se sempre a leitura complementar das normas e de outros livros do mesmo assunto. Estamos escrevendo este volume 2 na passagem da versão da norma de concreto armado de 1978 para a nova versão de 2007. Procuramos sempre citar a origem das citações das duas versões da norma. Observe-se que para as estruturas objeto desta coleção de livros, as mudanças da norma pouco influem, pois essas mudanças geralmente são muito importantes em obras de grande vulto e desafio estrutural. Agradecemos à Pallet (www.pallet.com.br) pelo apoio computacional de seu programa de cálculo de concreto armado, simples e prático. Ficamos a disposição dos leitores para recebimento de críticas e elogios, além da sugestão de novos temas.

janeiro de 2004 Manoel Henrique Campos Botelho [email protected] Osvaldemar Marchetti [email protected] Manoel H. C. Botelho trabalha em engenharia civil e sanitária, além de trabalhos de comunicação tecnológica. É perito e árbitro em engenharia civil. Osvaldemar Marchetti é profissional de consultoria e projetos estruturais. NOTA Os dois autores são engenheiros civis formados pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Este livro está escrito pelo autores na sua maior parte na primeira pessoa do plural. Em alguns locais usa-se a primeira pessoa do singular, sendo então texto ou do autor MHCB ou do autor OM.

CONTEÚDO 1

ESTRUTURAÇÃO DO PROJETO .................................................................15 1.1

Comoestruturarumaedificaçãodeconcretoarmado ............15

 

1.2 

Cuidadosedetalhesestruturais–liçõesdeum velhoengenheiro .............................................................................24

 

1.3 

Entendaofuncionamentodasestruturaspeloconceito de“cascatadecargas” .................................................................28



1.4

Avaliaçãoglobaldaestabilidadedasestruturas(edifícios) ......30



1.5

Oventoeasestruturas–efeitosemedifíciosaltosebaixos ......43

2

SELEÇÃO DE MATERIAIS E DE TÉCNICAS .................................................53



2.1

Tiposdecimento,comoescolher ..................................................53

 

2.2 

Escolhadofckdoconcreto,aquestãodarelação água/cimento ..................................................................................56

  

2.3 2.4 

Concretofeitonaobraouconcretousinado? ...........................59 Concretoaparente,concretosemrevestimentoe concretocomrevestimento ...........................................................60



2.5

Escolhadoaço,bitolas,tabela-mãemétrica .............................63



2.6

Juntasdedilataçãoejuntasderetração ....................................65

3

PROCEDIMENTOS IMPORTANTES .............................................................67



3.1 

Númerosmágicosepráticosdeantevisãoeconsumode materiaisdasestruturasdeconcretoarmado .............................67

 

3.2 3.3

Planosejuntasdeconcretagem ...................................................70 Paradasnãoprevistasdeconcretagem ......................................72



3.4

Aságuasdechuvaeasestruturasdeconcretoarmado ..........73



3.5

Impermeabilizaçãodeestruturasdeconcretoarmado ............74



3.6

Usandotelassoldadas .....................................................................76

  

3.7 3.8 

Embutidos ..........................................................................................79 Telhadoseoutrascoberturasdeprédiosesuas influênciasnoprojetoestrutural .....................................................80

4

DIMENSIONAMENTO E EXECUÇÃO DO PROJETO .................................83



4.1 

Tabelasdedimensionamentodevigaselajes, segundoaNorma6118/2007 .........................................................83



4.2

Dimensõesgeométricasmínimas ...................................................89

12 

4.3

Cálculodelajesmaciçasemformato“L”....................................90



4.4

Apoioindireto ...................................................................................91

       

4.5   4.6  4.7  

Cuidadosestruturaisnafasedeprojeto,quandoda existênciadeelevadoresemprédiosresidenciaisde pequenoporte .................................................................................98 Dispositivosdeancoragem(ganchos)paramanutenção defachadadeedifício ...................................................................99 Prescriçõesrecomendadassobrefôrmaseescoramentos davelhaesempresapientenormaNB-1/78equese transformou,evoluindonaNBR6118 ...........................................100

  

4.8  

Comoconsiderarareduçãodecargasemfunçãodo crescimentodonúmerodeandaresdeumprédio residencialoucomercialcomandarestipo ..............................103



4.9

Lajestreliça–comousar ...............................................................104



4.10 Pousoeventualdehelicópteroemlajesuperiordeprédios....125

5

ESTRUTURA ...............................................................................................129 5.1

Paredesemcimadelajes.............................................................129

 

5.2 

Vigas–coberturadediagramas,ancoragemde extremidades,engastamentodosvãosextremos ....................130



5.3

Viga-parede ...................................................................................133

 

5.4 

Exemplosdedetalhamentodevigas-parede segundoLeonhardt .......................................................................148



5.5

Consoloscurtos...............................................................................152

 

5.6 5.7

Blocosdeestacas ..........................................................................162 Tubulões ...........................................................................................182



5.8

Vigasbaldrame ..............................................................................189



5.9

Armaduradepeleouarmaduradecostela(sinônimos) .........190

  

5.10 Entendendoafunçãoeodimensionamentodeumradier.  Umaobservaçãoestruturalmuitointeressantesobrea  hiperestaticidadedosprédiosdeconcretoarmado ...............191

6

ESTRUTURAS DE LAJES .............................................................................193

 

6.1 6.2 6.3

Lajespré-moldadascomuns.........................................................193 Lajesnervuradas,armadasemumasódireçãoeemcruz .....196 Vigasinclinadas ..............................................................................211



6.4

Quandoalajenãoémuitoretangular .......................................212



6.5

Projetodelajesembalanço–marquises ...................................213



6.6

Punçãoemlajes .............................................................................216



6.7

Cisalhamentoemlajes ..................................................................219

13 7

OUTROS DETALHES DA ESTRUTURA ........................................................221 7.1

Projetodeescadasemedifícios ..................................................221



7.2

Projetoestruturalderampas .........................................................227



7.3

Torçãonasestruturasdeconcretoarmado ...............................229

8

COMPLEMENTOS IMPORTANTES ............................................................237

 

8.1  8.2

Oauxíliodatopografianaengenhariaestrutural, acompanhamentoderecalques ................................................237 Armaçãodemuroseparedes .....................................................241



8.3

Escoramentos–cimbramento......................................................244



8.4

Asfôrmas .........................................................................................245



8.5

Adensamento(vibração)ecura .................................................246

 

8.6 8.7

Provadecarganasestruturas......................................................248 Comoevitarerroscomosdesenhosdeobra ............................250



8.8

Perguntasdeleitoreserespostasdosautores............................252

 

8.9 

Concretodealtaimpermeabilidade.Oqueé,sua necessidadeemcasosespecíficosecomoobtê-lo .................255

9

CUIDADOS E PRECAUÇÕES ...................................................................257 9.1

Falandocomaobra......................................................................257

  

9.2 9.3 

Apassagemdedadosparaoprojetistadasfundações .........262 Higieneesegurançadotrabalhonasobrasestruturais ANR-18 ............................................................................................263



9.4

Piorqueerrarnoscálculoséerrarnosdesenhos .......................264



9.5

Debatesobreduaspolêmicasestruturais ...................................265

 

9.6 

Dasarmadurasdecálculoàsarmadurasdosdesenhos (elasnãosãoobrigatoriamenteiguais) ......................................268

 

9.7 

Vigasinvertidas–umrecursoestéticoarquitetônicopara oqualaengenhariadeestruturasdáoseuapoio ...................268

10

CONHECIMENTOS NECESSÁRIOS ..........................................................273

   

10.1 10.2   10.3

 

10.4 Testeseexamesdaestrutura–ocuriosocasodeum  prédiosemproblemas ...................................................................281



10.5 Engenhariaestruturaldedemolição,ocasodotirante ...........285



10.6 Crônicasestruturais ........................................................................285

Casosinacreditáveis.Errosdeconcepção,projetoouobra ..273 Paraentenderoconceitodedimensionamentode estruturaspelométododastensõesadmissíveisepelo métododeruptura ........................................................................277 Explicandoasestruturassuperarmadasesubarmadas ............280

14 11

ALGUMAS INFORMAÇÕES ADICIONAIS ...............................................315 11.1 Honoráriosestruturais .....................................................................315

 

11.2 Asvariáveisformadorasdocustodeumaestrutura  predialdeconcretoarmado .......................................................318



11.3 Relatórioparaousuáriodaestrutura ..........................................321

12

ESTUDOS E INFORMAÇÕES ....................................................................323



12.1 TrechosdaBíbliarelacionadoscomatécnica  daconstrução ................................................................................323

 

12.2 Cartasrespondidas ........................................................................325 12.3 Planodecontinuaç...