Pré-dimensionamento de elementos estruturais em concreto armado


O pré-dimensionamento não vai lhe dizer a estrutura final de seu projeto, mas é bastante útil para seu orçamento e estudos preliminares de arquitetura.

Em caso de conflito do aqui descrito com qualquer norma técnica aplicável, siga sempre a norma técnica.

Atenção: estes valores resultantes NÃO devem ser utilizados para o projeto final ou para construção. Os valores reais a utilizar na obra estarão no projeto executivo, que é realizado com outros métodos de cálculo!

Pré-dimensionamento de vigas em concreto armado

Para vigas horizontais, em nível, com seção retangular e constante, sem cargas pontuais, com dois apoios (um em cada extremidade) utilize os critérios abaixo:

O comprimento total da viga não deveria passar de 30 metros. Caso a edificação tenha dimensão linear superior a essa, será necessária uma junta de dilatação.

Vigas isostáticas (com apoios simples, sem resistência a momento fletor): altura da viga é o comprimento do vão dividido por 10.

Vigas hiperestáticas (com apoios engastados, com reação de apoio a momento fletor): altura é o vão dividido por 15.

Vigas hiperestáticas em dois sentidos perpendiculares entre si, engastadas no meio do vão: altura é o vão dividido por 20.

Para efeito de orçamento, considere o consumo de aço de 100kg/m3.

Quando utilizar concreto protendido, considere 75% das alturas calculadas acima. São condições econômicas para o uso de protensão:

  1. Vão livre maior que 7m
  2. Sobrecarga superior a 300 kgf/cm2
  3. Cargas pontuais relevantes

Caso você já tenha o valor do momento máximo (positivo e negativo) da peça, por exemplo obtido pelo FTool, utilize a fórmula abaixo:

d = √ (6M / r . b)

Onde:
d: altura útil da viga
M: momento máximo da viga (utilize o maior em módulo entre o positivo e o negativo)
r: resistência do concreto à compressão (em unidades coerentes com os demais dados)
b: base da viga

Pré-dimensionamento de lajes em concreto armado

Lajes armadas em duas direções, vãos até 7 metros: espessura é o vão dividido por 60

Lajes armadas em uma direção, vãos até 7 metros: espessura é o vão dividido por 40

Lajes com vãos superiores a 7 metros, armadas em uma ou duas direções: espessura é o vão dividido por 25

Lajes nervuradas, em qualquer situação: espessura da laje calculada pelo método acima, vigota tem altura igual a:

  • o vão dividido por 25 em lajes armadas em duas direções
  • o vão dividido por 20 em lajes armadas em uma direção

Lembre-se que a carga total das peças será a sobrecarga mais o peso próprio da peça.

Carga = Sobrecarga + Peso próprio da peça

Sobrecarga = Peso próprio da sobrecarga + carga útil + carga de revestimentos

Considere a massa específica do concreto armado de 2.500 kgf/m3.

Considere a laje mínima de 7 cm (caso a norma técnica aplicável atualizada não diga nada em contrário).

Considere lajes mínimas de 12 cm para áreas com cargas de veículos (caso a norma técnica aplicável atualizada não diga nada em contrário).

Conversão de unidades:

1 MPa = 10,19716 kgf/cm2

1 kN/m2 = 101,9716 kgf/m2

Pré-dimensionamento de pilares em concreto armado

Para pilares verticais, com cargas aplicadas em sentido longitudinal, utilize a equação:

 r ÷ 1,8  = P ÷ A

Onde:

r: resistência do concreto à compressão
P: carga de compressão aplicada ao pilar
A: área de seção transversal do pilar

Sugestões de valores para o cálculo de carga útil

Forro: 50 kgf/m2
Dormitório, sala, cozinha, banheiro, copa: 150 kgf/m2
Despensa, A.S., Hall, corredor, escritório: 200 kgf/m2
Reuniões com acesso ao público: 300 kgf/m2
Bailes, Ginástica, Esportes (sem maquinário): 500 kgf/m2

Movimento de terra

Empolamento estimado por tipo de solo:
Areia: 10%
Terra comum: 15%
Argila: 40%
Piçarra: 65%

Empolamento genérico de terra: 30%

Massa específica de terra (apenas para pré-dimensionamento):
Apiloada seca: 1.600 kgf/m3
Apiloada úmida: 2.000 kgf/m3
Arenosa: 1.700 kgf/m3
Silicosa: 1.400 kgf/m3
Vegetal seca: 1.300 kgf/m3
Vegetal úmida: 1.800 kgf/m3

Massa específica de entulho: 1.500 kgf/m3

Pré-dimensionamento de área da base de sapata isolada

Área = Carga ÷ Resistência do solo à compressão

Resistência do solo (pré-dimensionamento, a verificar em projeto executivo):

Resistência do Solo = √ (SPT) – 1 (kgf/cm2)

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