Concreto Armado Eu Te Amo - Vol. PDF

Preview

Summary

1 CONCRETO ARMADO EU TE AMO concreto 00.indd 1 05/07/13 09:46 2 concreto 00.indd 2 05/07/13 09:46 3 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 n...

Description

1

CONCRETO ARMADO EU TE AMO

concreto 00.indd 1

05/07/13 09:46

2

concreto 00.indd 2

05/07/13 09:46



3

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 00.indd 3

05/07/13 09:46

4 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, 4º– 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.

concreto 00.indd 4

07-1117

CDD-620.1370212

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

05/07/13 09:46

5

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

concreto 00.indd 5

05/07/13 09:46

6

concreto 00.indd 6

05/07/13 09:46

7

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).

concreto 00.indd 7

05/07/13 09:46

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.

concreto 00.indd 8

05/07/13 09:46

9

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.

concreto 00.indd 9

05/07/13 09:46

10

concreto 00.indd 10

05/07/13 09:46

11

CONTEÚDO 1

ESTRUTURAÇÃO DO PROJETO .................................................................15



1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

2

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



2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

3

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



3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

4

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



4.1 4.2

concreto 00.indd 11

Como estruturar uma edifi cação de concreto armado ............15 Cuidados e detalhes estruturais – lições de um velho engenheiro .............................................................................24 Entenda o funcionamento das estruturas pelo conceito de “cascata de cargas” .................................................................28 Avaliação global da estabilidade das estruturas (edifícios) ......30 O vento e as estruturas – efeitos em edifícios altos e baixos ......43

Tipos de cimento, como escolher ..................................................53 Escolha do fck do concreto, a questão da relação água/cimento ..................................................................................56 Concreto feito na obra ou concreto usinado? ...........................59 Concreto aparente, concreto sem revestimento e concreto com revestimento ...........................................................60 Escolha do aço, bitolas, tabela-mãe métrica .............................63 Juntas de dilatação e juntas de retração ....................................65

Números mágicos e práticos de antevisão e consumo de materiais das estruturas de concreto armado .............................67 Planos e juntas de concretagem ...................................................70 Paradas não previstas de concretagem ......................................72 As águas de chuva e as estruturas de concreto armado ..........73 Impermeabilização de estruturas de concreto armado ............74 Usando telas soldadas .....................................................................76 Embutidos ..........................................................................................79 Telhados e outras coberturas de prédios e suas infl uências no projeto estrutural .....................................................80

Tabelas de dimensionamento de vigas e lajes, segundo a Norma 6118/2007 .........................................................83 Dimensões geométricas mínimas ...................................................89

05/07/13 09:46

12

4.3 4.4

Cálculo de lajes maciças em formato “L”.....................................90 Apoio indireto....................................................................................91



4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10

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 Como considerar a redução de cargas em função do crescimento do número de andares de um prédio residencial ou comercial com andares tipo...............................103 Lajes treliça – como usar................................................................104 Pouso eventual de helicóptero em laje superior de prédios.....125

5

ESTRUTURA................................................................................................129



6

concreto 00.indd 12

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10

Paredes em cima de lajes..............................................................129 Vigas – cobertura de diagramas, ancoragem de extremidades, engastamento dos vãos extremos.....................130 Viga-parede....................................................................................133 Exemplos de detalhamento de vigas-parede segundo Leonhardt........................................................................148 Consolos curtos................................................................................152 Blocos de estacas...........................................................................162 Tubulões............................................................................................182 Vigas baldrame...............................................................................189 Armadura de pele ou armadura de costela (sinônimos)..........190 Entendendo a função e o dimensionamento de um radier. Uma observação estrutural muito interessante sobre a hiperestaticidade dos prédios de concreto armado................191

ESTRUTURAS DE LAJES..............................................................................193 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7

Lajes pré-moldadas comuns..........................................................193 Lajes nervuradas, armadas em uma só direção e em cruz......196 Vigas inclinadas...............................................................................211 Quando a laje não é muito retangular........................................212 Projeto de lajes em balanço – marquises....................................213 Punção em lajes..............................................................................216 Cisalhamento em lajes...................................................................219

05/07/13 09:46

13

7

OUTROS DETALHES DA ESTRUTURA.........................................................221 7.1 7.2 7.3

Projeto de escadas em edifícios...................................................221 Projeto estrutural de rampas..........................................................227 Torção nas estruturas de concreto armado................................229

8

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

9

CUIDADOS E PRECAUÇÕES....................................................................257





10

concreto 00.indd 13

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7

O auxílio da topografia na engenharia estrutural, acompanhamento de recalques.................................................237 Armação de muros e paredes......................................................241 Escoramentos – cimbramento.......................................................244 As fôrmas..........................................................................................245 Adensamento (vibração) e cura..................................................246 Prova de carga nas estruturas.......................................................248 Como evitar erros com os desenhos de obra.............................250 Perguntas de leitores e respostas dos autores.............................252 Concreto de alta impermeabilidade. O que é, sua necessidade em casos específicos e como obtê-lo..................255

Falando com a obra.......................................................................257 A passagem de dados para o projetista das fundações..........262 Higiene e segurança do trabalho nas obras estruturais A NR-18.............................................................................................263 Pior que errar nos cálculos é errar nos desenhos........................264 Debate sobre duas polêmicas estruturais....................................265 Das armaduras de cálculo às armaduras dos desenhos (elas não são obrigatoriamente iguais).......................................268 Vigas invertidas – um recurso estético arquitetônico para o qual a engenharia de estruturas dá o seu apoio....................268

CONHECIMENTOS NECESSÁRIOS...........................................................273 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6

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 Testes e exames da estrutura – o curioso caso de um prédio sem problemas....................................................................281 Engenharia estrutural de demolição, o caso do tirante............285 Crônicas estruturais.........................................................................285

05/07/13 09:46

14 11

ALGUMAS INFORMAÇÕES ADICIONAIS................................................315 11.1 11.2 11.3

Honorários estruturais......................................................................315 As variáveis formadoras do custo de uma estrutura predial de concreto armado........................................................318 Relatório para o usuário da estrutura...........................................321

12

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



12.1 12.2 12.3 12.4

13

ÍNDICE POR ASSUNTO..............................................................................334

concreto 00.indd 14

Trechos da Bíblia relacionados com a técnica da construção.................................................................................323 Cartas respondidas.........................................................................325 Plano de continuação de estudos, sites de interesse................330 Dialogando com os autores..........................................................332

05/07/13 09:46

C

A

P

Í

T

U

ESTRUTURAÇÃO DO PROJETO

L

1

15

1 — ESTRUTURAÇÃO DO PROJETO

O

1.1 COMO ESTRUTURAR UMA EDIFICAÇÃO DE CONCRETO ARMADO Digamos que fomos chamados para desenvolver um projeto estrutural de um prédio de apartamentos de quatro andares (andar térreo + três andares padrões). Seja um exemplo desse prédio o Edifício Jaú, nosso modelo didático estrutural, três andares, quatro pisos, dois apartamentos por andar, sem elevador.

Edifício Jaú

Vejamos recomendações para o desenvolvimento de um projeto estrutural de concreto armado, admitindo-se o uso ...