Pilares de Concreto Armado - Estabilidade Global

Pilares de Concreto Armado

• Introdução: Pilares ou colunas são elementos estruturais que transportam cargas verticais e horizontais até às fundações, garantindo a estabilidade do edifício.
• Funções: Além de transportar cargas, os pilares também fornecem estabilidade ao edifício quanto aos esforços horizontais (ex. vento e terremotos).
• Análise da estabilidade global: Deve-se considerar a estabilidade global da estrutura, incluindo o carregamento proveniente do vento, desaprumo e efeitos de 2ª ordem globais.

Cargas nos Pilares

• Tipos de cargas:
  • Reações das vigas e lajes
  • Peso próprio
  • Cargas horizontais do vento
  • Reservatório superior de edifícios (caixa d'água)
  • Casa de máquinas de elevadores
  • Cargas de fôrros, coberturas e terraços
• Cálculo das cargas: Deve-se considerar as cargas permanentes e variáveis, como peso próprio e sobrecargas de utilização.

Estabilidade Estrutural

• Sistema de contraventamento: Toda estrutura deve ter seu sistema de contraventamento estudado e dimensionado adequadamente.
• Evolução das construções: A evolução das construções em concreto armado com vários andares se fez com a utilização de estruturas aporticadas e vigas e pilares.
• Importância da análise de 2ª ordem: Com a evolução das construções, a análise de 2ª ordem se tornou mais importante, pois os efeitos de 2ª ordem podem levar a uma maior probabilidade de se atingir um estado limite de instabilidade da estrutura.

Efeitos de 1ª e 2ª Ordem

• Efeitos de 1ª ordem: Esforços calculados a partir da geometria inicial da estrutura, sem deformação.
• Efeitos de 2ª ordem: Esforços decorrentes da deformação da estrutura. A consideração dos efeitos de 2ª ordem conduz à não-linearidade entre as ações e deformações.
• Tipos de efeitos de 2ª ordem: Globais, locais e localizados.

Contraventamento das Estruturas

• Elementos de contraventamento: Pilares alinhados ligados por vigas (pórticos), paredes estruturais e núcleos.
• Função dos elementos de contraventamento: Resistir às ações do vento e às outras ações que atuam no edifício.Here are the study notes for the text:

Sistemas de Enrijecimento

• Os sistemas de enrijecimento são muito empregados em estruturas metálicas
• A estrutura deve ser projetada considerando a absorção dos esforços laterais pelos pilares ligados por "tirantes"

Associação de Pórticos

• É possível simplificar o problema da ação do vento em uma estrutura considerando uma associação de pórticos em série
• É necessário considerar a ação total do vento distribuída entre os pórticos

Definição de Elementos Isolados

• São considerados elementos isolados os elementos estruturais isostáticos, os elementos contraventados, os elementos das estruturas de contraventamento de nós fixos e os elementos das subestruturas de contraventamento de nós móveis

Inércia Equivalente de um Pilar

• A inércia equivalente de um pilar é dada pela fórmula: δ pilar = F × H^3 / (3 × (E × I)pilar)

Fatores que Influenciam a Estabilidade

• Ações horizontais: não influenciam na estabilidade de um edifício
• Ações verticais: influenciam diretamente na estabilidade de um edifício
• Rigidez: a alteração da rigidez de uma estrutura tem influência direta na estabilidade global do edifício
• Análises com redistribuição de esforços: influenciam na estabilidade de um edifício
• Interação solo-estrutura: influencia na estabilidade global do edifício
• Modelo estrutural adotado: influencia na determinação de esforços

Modelos Estruturais

• Lajes isoladas e vigas contínuas: é um modelo simplificado que deve ser evitado sempre que possível
• Lajes e vigas consideradas como grelha equivalente: é um modelo mais realista que considera a rigidez da laje
• Lajes e vigas pelo MEF: é um modelo que considera a laje subdividida em placas com cargas distribuídas
• Pórtico tridimensional: é um modelo global do edifício que considera a laje como diafragma rígido

Análise da Estabilidade Global

• A verificação da estabilidade global é um requisito importante na elaboração de projetos de edifícios de concreto armado
• É necessário considerar as não-linearidades física e geométrica na análise da estabilidade global
• Os efeitos da não-linearidade geométrica são determinados quando se analisa o equilíbrio na posição deformada### Análise de Estruturas de Nós Móveis
• Na análise de estruturas de nós móveis, devem ser considerados os efeitos da não-linearidade geométrica e da não-linearidade física.
• É obrigatório considerar os efeitos globais e locais de 2ª ordem no dimensionamento.

Parâmetros de Instabilidade

• Existem parâmetros que avaliam a estabilidade global de edifícios e estimam os efeitos globais de 2ª ordem.
• Há três tipos de não-linearidades que podem gerar um comportamento não-linear: não-linearidade física (NLF), não-linearidade geométrica (NLG) e não-linearidade de contato (NLC).

Parâmetro α

• O parâmetro α é um meio para avaliar a estabilidade global de estruturas de concreto armado, mas não estima os efeitos de 2ª ordem.
• Foi deduzido em 1967 por Beck e König, baseado na teoria de Euler, e foi definido como parâmetro de instabilidade por Franco (1985).
• O valor de α é comparado a um valor α1, de modo que, se α < α1, a estrutura é considerada de nós fixos, e se α ≥ α1, de nós móveis.

Parâmetro γz

• O coeficiente γz é um parâmetro que avalia a estabilidade global de um edifício com estrutura de concreto armado e estima os esforços de 2ª ordem.
• Foi criado por Franco e Vasconcelos (1991).
• O valor de γz é calculado pela fórmula: γz = ∆Mtot, d / (1 - ∆M1,tot, d).

Processo P-Delta

• O processo P-Delta é um método de análise não-linear geométrica que pode ser utilizado para a análise de 2ª ordem.
• Ele consiste em um cálculo iterativo onde o efeito dos deslocamentos sucessivos é transformado em forças horizontais equivalentes.

Consideração da Não-Linearidade Física

• Os efeitos da fissuração, da fluência e do escoamento da armadura conferem ao concreto armado um comportamento não-linear.
• A consideração da não-linearidade física pode ser feita através da redução do módulo de elasticidade do concreto.
• Há coeficientes redutores diferenciados para lajes, vigas e pilares.

Este quiz aborda a importância dos pilares de concreto armado na estrutura de edifícios, sua função de transportar cargas e fornecer estabilidade. Estuda a problemática dos pilares e sua responsabilidade na estrutura.