Resolva qualquer elemento de concreto pré-moldado

As estruturas pré-moldadas de concreto são muito populares, devido à sua simplicidade e rapidez de construção. Mas essas vantagens também se aplicam ao seu processo de cálculo? Na verdade, sim!

Quer saber como?

Com um conjunto adequado de ferramentas poderosas e fáceis de usar, você poderá trabalhar de uma maneira suave e eficiente durante o processo de cálculo de toda a estrutura, da cobertura às fundações.

Após ler este artigo, você dirá adeus aos tediosos cálculos manuais, às intermináveis planilhas do Excel com milhares de linhas apenas esperando que você digite uma fórmula errada, às estimativas para economizar um tempo precioso, que não se cumprem, e ao uso de programas que não cobrem todo o processo necessário.

Você aprenderá como verificar lajes alveolares, vigas pré-moldadas com aberturas, consolos, pilares e fundações. Tudo isso é feito com a consideração automática de efeitos reológicos, como fluência e retração, aplicando Análise Dependente de Tempo (TDA) para protendido e cobrindo todas as regiões de descontinuidade usando o Modelo de Campos de Tensões Compatíveis (CSFM) de escala global.

Calcule estruturas da cobertura às fundações em instantes!

Imagine um ginásio com 26 metros de largura, 44 metros de comprimento e altura total de 8 metros, onde temos uma cobertura com lajes alveolares, apoiadas em longas vigas, que estão ligadas à pilares esbeltos por consolos. Veja que temos alguns elementos incomuns nessa estrutura, o que traz várias complexidades!

Vamos começar nosso cálculo?

Cobertura com lajes alveolares

Quais são os desafios do dimensionamento de lajes alveolares? Os engenheiros precisam estar atentos ao comportamento dos diferentes materiais utilizados nas camadas individuais, ao cisalhamento nas ligações, à importância das etapas de construção, etc.

Como o programa IDEA StatiCa Beam tem a análise TDA implementada, você só precisa definir os materiais, a geometria, condições de contorno, cargas (ou importar as forças internas de software terceiros), estágios de construção e executar a análise abrangente cobrindo todos os estados limites últimos (ELU) e as verificações do estado limite de serviço (ELS).

Não hesite em experimentar esta função. Inspire-se com este exemplo de projeto  de laje.

Longas vigas principais da cobertura

Para estes elementos é indiscutível a necessidade de uso do concreto protendido e, com isso, devemos otimizar a geometria da seção transversal, o número de cordoalhas, avaliar tensões iniciais, perdas, entre outros efeitos e considerações.

Para economizar material, você pode adicionar aberturas, porém será necessário construir o modelo de treliça equivalente e utilizar o Modelo Biela e Tirante (SaT) para verificar adequadamente as regiões de descontinuidade. Um processo longo, concorda?

Sua alternativa é utilizar o IDEA StatiCa Detail com o método CSFM para otimizar a estrutura e economizar seu tempo.

Para ajudar no processo de modelagem, confira o modelo pronto de uma viga protendida com aberturas.

Pilares que suportam as vigas

O cálculo correto de um pilar é essencial para toda a estrutura. Essa afirmação vale duas vezes mais em caso de cálculos de pilares esbeltos, pois estes elementos devem ser considerados sensíveis à estabilidade, ou seja, é imprescindível considerar seus efeitos de segunda ordem.

Leia mais sobre em cálculos facilitados de pilares esbeltos de concreto ou confira o modelo de pilar circular com efeitos de segunda ordem criado no IDEA StatiCa RCS e veja como ter uma abordagem eficiente para pilares esbeltos.

Consolo – sua ligação fundamental

Os consolos geralmente possuem tensão de compressão pela ação de um elemento colocado sobre eles. Contudo, é necessário considerar uma porção recomendada de uma carga horizontal. O modelo de treliça equivalente não é tão complicado nesse caso e os resultados são obtidos rapidamente.

É importante se atentar que valores satisfatórios dos resultados ELU não significam que você não terá fissuras ou deformações excessivas na sua estrutura. Por exemplo, temos um consolo com determinada geometria, propriedades e armadura tensionada por força normal e cortante, como na imagem abaixo.

Ao verificar este exemplo manualmente, você usará o Modelo Biela e Tirante (SaT), avaliará a tensão de compressão no concreto, em seguida, fará a comparação com o valor da capacidade resistente. Depois, calculará a tensão de tração e fará o dimensionamento da armadura adequada. Assim, o trabalho será concluído e você poderá avançar para a próxima etapa do projeto.

Para a verificação dos cálculos, o mesmo consolo foi modelado no IDEA StatiCa Detail. Abaixo, você pode verificar os resultados. De acordo com o cálculo manual usando o método SaT, as verificações ELU estão corretas pela análise do programa Detail.

No entanto, desta vez será utilizada uma abordagem mais avançada e bastante surpreendente para a segunda parte da verificação geral.  As verificações ELS da mesma estrutura com as mesmas propriedades não são satisfatórias.

Isso é algo que você não pode avaliar usando o método SaT. Negligenciar as verificações do ELS pode impactar diretamente a vida útil da estrutura. É recomendável sempre verificar a estrutura tanto para os estados limites últimos quanto para os estados limites de serviço.

Geralmente, o pilar e o consolo são verificados separadamente. Porém, graças ao CSFM, você pode incluir ambos em um modelo. Dê uma olhada no modelo pilar com consolo.

A fundação suportando tudo

A última etapa é a verificação das fundações. As áreas próximas aos apoios também são regiões de descontinuidade. Assim, você pode iniciar novamente o IDEA Detail para fazer a mágica da engenharia estrutural e verificar diferentes tipos de ligações pilar-fundação.

Incluindo ligações complexas como cálices para pilares!

Como a cereja do bolo, você pode definir a rigidez dos apoios manualmente com base em seus cálculos para simular o comportamento elástico do solo! Para saber mais sobre isso, consulte o artigo Tipos de apoios no IDEA StatiCa Detail.

Agora você tem o livro de receitas completo e conhece os fluxos mais eficientes de trabalho para começar a modelar você mesmo! Para evitar quaisquer erros indesejados, leia o artigo Considerações em estruturas de concreto armado frequentemente negligenciadas.

Conclusão

Aprenda novas soluções!

O objetivo deste artigo não é desmerecer os cálculos manuais usando ferramentas e abordagens mais simplificadas ou as planilhas Excel que você está acostumado a utilizar para verificar estruturas de concreto pré-moldado ou te obrigar a mudar imediatamente seu fluxo de trabalho para apenas o IDEA StatiCa. A verdadeira intenção é apresentar uma solução mais rápida e precisa e te conscientizar que a utilização das abordagens mais simplificadas ou com Excel podem, por vezes, não ser o suficiente em termos de segurança de projeto.

Saiba mais sobre as possibilidades de cálculo de concreto no Centro de suporte do IDEA StatiCa, onde você também pode aprender como usar os programas em vários tutoriais,  webinars e modelos de projetos.

Se você está começando com o software ou apenas deseja melhorar suas habilidades, confira nossos cursos online certificados no IDEA StatiCa Campus e  escolha o que melhor atende as suas necessidades.

Experimente o IDEA StatiCa mais recente hoje mesmo!

Escrito por: Vlastimil Konecny

Traduzido por: Ananda Knoedt

Para acessar o artigo original em inglês, clique aqui.