Gostaria de saber tudo sobre a parede de cisalhamento? Então leia este artigo de cima a baixo. A parede de cisalhamento é um elemento inevitável em edifícios altos. Vamos falar sobre a parede de concreto e a construção da parede de cisalhamento.
A parede de cisalhamento é uma parede de concreto que vai da fundação até o topo do edifício. A espessura e o comprimento das paredes são determinados de acordo com os requisitos do projeto. Normalmente, as paredes de cisalhamento são construídas como paredes centrais de elevadores e ao redor de escadas.
Uso de paredes de cisalhamento
Por que usamos paredes de cisalhamento?
A pergunta não é difícil de responder.
Projetamos paredes resistentes para manter a estabilidade dos sistemas estruturais contra cargas laterais. A parede de cisalhamento, em conjunto com outros elementos estruturais ou em conjunto com eles, suporta o cargas laterais aplicado em edifícios.
Os artigos Sistemas para absorção de cargas laterais E 14 tipos de formas estruturais para edifícios altos Discuta detalhadamente os sistemas estruturais disponíveis para suportar o carregamento lateral dos edifícios.
Em geral, a construção de estrutura rígida pode ser usada para suportar cargas laterais de até 15 a 20 andares sem a necessidade de suporte de parede de cisalhamento ou sem a necessidade de construir paredes de cisalhamento naquele edifício. No entanto, à medida que a altura do edifício aumenta, as cargas laterais tornam-se críticas
Portanto, precisamos de paredes de cisalhamento para suportar as cargas laterais. A parede de cisalhamento pode suportar cargas laterais de aproximadamente 35 andares.
Como a parede de cisalhamento contribui para a rigidez lateral do edifício, reduz significativamente a deflexão lateral do edifício. O desvio das estruturas é limitado para manter o conforto humano num edifício.
Dependendo da estrutura escolhida, isso pode impactar elementos não estruturais. Estes podem desenvolver fissuras se os limites permitidos forem excedidos.
Deflexão lateral admissível do edifício = altura /500
Desvio permitido = 1/500
Esses valores podem variar de padrão para padrão. No entanto, eles não podem variar significativamente.
Onde as paredes de cisalhamento devem ser instaladas?
Conforme explicado anteriormente, a maioria das paredes de cisalhamento são construídas como paredes centrais do elevador e ao redor das escadas.
Durante a fase inicial de concepção do projecto, a contribuição dos engenheiros estruturais deve ser tida em conta na colocação das paredes de corte ou das paredes nucleares de elevação, uma vez que estas têm um impacto significativo no comportamento da estrutura.
Quando cargas laterais são aplicadas a uma estrutura e são absorvidas pelas paredes de cisalhamento, a excentricidade da carga faz com que a estrutura gire. Isso é chamado de comportamento torcional da estrutura.
Portanto, as paredes de cisalhamento são geralmente e sempre que possível dispostas simetricamente para minimizar os movimentos rotacionais.
Comportamento da parede de cisalhamento sob carregamento lateral
A parede de cisalhamento sozinha pode suportar as cargas laterais de cerca de 35 andares sem considerar a interação da estrutura. À medida que o número de pisos aumenta, as paredes de cisalhamento não conseguem suportar as cargas sozinhas. Além disso, o comprimento e a largura das paredes de cisalhamento não podem ser aumentados devido ao espaço limitado.
Nestas situações consideramos a interação da parede resistente com o pórtico. Isto reduz significativamente as deflexões/desvios laterais. Além disso, o momento fletor na parede é significativamente reduzido.
Portanto, considerar as interações parede-estrutura melhora o desempenho da estrutura e reduz os custos de construção.
Parede de cisalhamento acoplada
A ligação de duas paredes de cisalhamento espaçadas através de um elemento de flexão aumenta a rigidez lateral do edifício. Em edifícios altos, geralmente há dois núcleos de elevadores conectados por um saguão visível. Além disso, eles geralmente são orientados conforme mostrado na imagem a seguir
Todas as paredes de cisalhamento alinhadas podem ser conectadas usando elementos de flexão. Isto permite obter uma melhoria significativa na rigidez transversal.
Isto reduz significativamente a deflexão lateral e os índices de deriva do solo. Além disso, uma redução no momento fletor do núcleo também pode ser alcançada.
A figura acima mostra claramente a redução do momento fletor da parede de cisalhamento. Além disso, parece que o momento fletor diminui significativamente com o efeito de acoplamento.
Projeto de parede de cisalhamento
Primeiro, deve ser calculado diferentes tipos de cargas nas paredes de cisalhamento.
Ao construir paredes de cisalhamento, as seguintes etapas podem ser seguidas.
- Calcule as cargas laterais que atuam na estrutura. As cargas laterais podem ser cargas de vento ou cargas sísmicas.
- Dependendo do método de análise, podem ser aplicadas cargas laterais. Se o dimensionamento da parede resistente for realizado sem considerar a interação da moldura da parede, o cálculo manual também pode ser utilizado para analisar as paredes resistentes.
- Neste método, a carga lateral é aplicada a cada parede com base na sua rigidez. Isto significa que a carga total é distribuída entre as paredes com base na sua rigidez. Uma análise assistida por computador também pode ser realizada para verificar os resultados da análise.
- Se for tida em conta a interacção entre a parede e a moldura, a análise pode ser efectuada através de software informático. Isto é mais conveniente do que cálculos manuais. O carregamento lateral pode ser aplicado manualmente ao modelo de análise, ou o próprio software pode gerar o carregamento lateral.
- As cargas verticais relevantes que poderiam ser transferidas pelas vigas e lajes conectadas à parede resistente também devem ser consideradas na análise.
- Após realizar a análise, podemos calcular o momento fletor ou as tensões axiais ao nível da fundação.
- As paredes de cisalhamento são projetadas para suportar as tensões da ação no plano. As curvaturas fora do plano são geralmente omitidas e a rigidez fora do plano também não é considerada na análise.
- Calculamos as tensões conforme mostrado na figura acima. Se conhecermos as tensões, podemos calcular a faixa de armadura necessária, uma vez que o limite de escoamento também é conhecido.
- Na maioria dos casos não é necessário fornecer reforço para absorver a tensão de tração. Cargas verticais aplicadas à parede equilibram as tensões de tração devido à ação de flexão. Além disso, as paredes de cisalhamento são projetadas para ter uma força axial significativa para garantir uma construção econômica.
- Se toda a seção estiver comprimida e dentro do limite permitido, concreto podemos transportar, só podemos fornecer os reforços mínimos. Nos casos em que a tensão de compressão excede o limite permitido, podemos fornecer reforços conforme necessário.
- Além disso, existem preocupações sobre a esbeltez das paredes de cisalhamento. Com base no apoio lateral, isto pode ser verificado em relação às normas relevantes.
Detalhamento da armadura da parede de cisalhamento
A maioria das paredes de cisalhamento são detalhadas usando o método convencional. No entanto, quando as cargas laterais subsequentes aumentam ou são submetidas a cargas cíclicas, são utilizadas técnicas especiais de detalhamento.
De acordo com as orientações de Eurocode 2O seguinte é levado em consideração ao detalhar a armadura.
- Armadura vertical: 0,002 Ac (metade em cada lado) e o diâmetro mínimo da barra é de 12 mm
- Armadura horizontal (em cada lado): 25% de armadura vertical ou 0,001 Ac, o que for maior. O diâmetro mínimo recomendado da haste é um quarto do diâmetro vertical da haste.
- Elos: O diâmetro não deve ser inferior a um quarto do tamanho da maior barra de compressão.
- Área máxima de armadura vertical 0,04Ac
- Distância mínima entre barras 75 mm. Se o tamanho da barra for 40 mm, a distância é superior a 100 mm.)
- Distância máxima entre vigas verticais e horizontais: o menor valor é três vezes a espessura da parede ou 400 mm.
- Além disso, qualquer barra de compressão vertical que não esteja próxima de uma junta deve estar a 200 mm de uma barra restringida.
- Distância horizontal: A distância máxima não deve exceder o dobro da espessura da parede.
O diagrama a seguir do Método Padrão de Detalhamento de Concreto Estrutural mostra métodos típicos que podem ser usados ao criar desenhos detalhados.
Ruptura de paredes de cisalhamento
Compreender o comportamento estrutural das paredes de cisalhamento é particularmente importante quando projetamos edifícios altos. As paredes de cisalhamento tornam-se elementos muito críticos nestes edifícios.
A falha de uma parede de cisalhamento pode levar à falha do sistema de suporte de carga lateral e, como resultado, o colapso da estrutura também é possível.
Essencialmente, quatro tipos diferentes de modos de falha podem ser distinguidos.
- Falha de flexão
- Tensão horizontal
- Deslizando em rachaduras dobradas
- Deslizando em juntas de construção
Quaisquer falhas podem ser evitadas fornecendo rigidez suficiente à parede de cisalhamento, especificando corretamente os reforços necessários.
Construção de parede de cisalhamento
Na construção das paredes resistentes, aspectos importantes devem ser levados em consideração na fase de projeto.
- A espessura da parede de cisalhamento torna-se mais crítica onde o Trabalhabilidade do concreto Isso é importante. Se não houver maneira de fazer um concreto bom e trabalhável, você terá problemas com a parede de concreto mais fina.
- À medida que a espessura da parede diminui, Concreto também é muito difícil. A separação devido ao aumento da altura de queda livre, etc., é esperada.
- Portanto, ao determinar as espessuras das paredes, deve-se prestar atenção à construtibilidade.
Em edifícios altos, a construção de paredes de cisalhamento é normalmente realizada através de sistemas de cofragem, muito fáceis de montar e desmontar. Isto economiza tempo e custos consideráveis.
