Concepção estrutural e lançamento de estruturas

Prévia do material em texto

Concepção Estrutural e 
Lançamento de Estruturas
Adriano da Silva
Tecnólogo em Construção de Edifícios - IFPB
Mestre em Engenharia Civil e Ambiental – UFPB
Doutorando em Engenharia Agrícola -UFCG 
adriano.s.felix@hotmail.com
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTIRAIS II
CONCEPÇÃO ESTRUTURAL
A concepção da estrutura de um edifício consiste no estabelecimento de um arranjo
adequado dos vários elementos estruturais do edifício (figura 1), de modo a
assegurar que o mesmo possa atender às finalidades para as quais foi projetado. Em
virtude da complexidade das construções, uma estrutura requer o emprego de
diferentes tipos de peças estruturais adequadamente combinadas para a formação
do conjunto resistente.
ELEMENTOS ESTRUTURAIS
CONCEPÇÃO ESTRUTURAL
Um arranjo estrutural adequado consiste em atender,
simultaneamente, os aspectos de segurança, economia (custo),
durabilidade e os relativos ao projeto arquitetônico (estética e
funcionalidade). Em particular, a estrutura deve garantir a segurança
contra os Estados Limites, nos quais a construção deixa de cumprir suas
finalidades.
A concepção estrutural deve levar em conta a finalidade da
edificação e atender, tanto quanto possível, às condições impostas pela
arquitetura. O projeto arquitetônico representa, de fato, a base para a
elaboração do projeto estrutural. Este deve prever o posicionamento
dos elementos de forma a respeitar a distribuição dos diferentes
ambientes nos diversos pavimentos. Evidentemente, a estrutura deve
também ser coerente com as características do solo no qual ela se
apoia.
PAV. TIPO
ESPAÇO ARQUITETÔNICO E A CONCEPÇÃO ESTRUTURAL
PAV. TÉRREO
ÁTICO
GARAGEM
APARTAMENTOS
SALA DE MÁQUINAS, 
RESERVATÓRIOS, 
DEPÓSITOS
SUBSOLO
ÁREAS 
COMUM
ESPAÇO ARQUITETÔNICO E A CONCEPÇÃO ESTRUTURAL
Em alguns projetos os ambientes sociais se localizam na cobertura do
edifício, requerendo um projeto estrutural compatível para o pavimento
de cobertura.
O projeto estrutural deve estar em harmonia com os demais projetos, tais
como o de instalações elétricas, hidráulicas, telefonia, segurança, som,
televisão, ar condicionado, computador, etc. Ou seja, deve existir a
compatibilização do projeto estrutural com os demais projetos da
edificação, de modo a permitir a coexistência, com qualidade, de todos os
sistemas. Por esse motivo, as várias áreas técnicas envolvidas no projeto
costumam fazer anteprojetos que, posteriormente são analisados em
conjunto para que se estudem as compatibilizações necessárias.
Na concepção da estrutura, uma das principais preocupações
do engenheiro estrutural deverá ser a interação com os demais
projetos, em especial com o arquitetônico, o qual direcionará
grande parte das decisões tomadas.
ESPAÇO ARQUITETÔNICO E A CONCEPÇÃO ESTRUTURAL
Os sistemas estruturais devem ser entendidos como disposições racionais e
adequadas de diversos elementos estruturais – vigas, pilares, lajes, paredes
estruturais, entre outros. Os sistemas estruturais, portanto, consistem na
reunião de elementos estruturais de concreto, de aço, mistos e outros, de
maneira que estes trabalhem de forma conjunta para resistir às ações atuantes
no edifício e garantir sua estabilidade.
No caso de edifícios de múltiplos andares, quanto maior a altura e a
esbeltez da edificação maior será a responsabilidade de uma escolha
apropriada da forma estrutural. No Brasil, pode-se dizer que os sistemas
estruturais mais empregados para edifícios em concreto de 15 a 20 pavimentos
são:
➢ Estruturas de pórticos
➢ Estruturas de pórticos com núcleos de rigidez ou paredes 
estruturais 
SISTEMAS ESTRUTURAIS PARA EDIFÍCIOS
Os sistemas em pórticos podem ser entendidos como a associação de
pórticos planos, os quais são constituídos por vigas e pilares conectados
rigidamente. A estabilidade global do edifício é conferida por pórticos
planos dispostos nas duas direções ortogonais, constituindo um pórtico
tridimensional.
SISTEMAS ESTRUTURAIS PARA EDIFÍCIOS
ESTRUTURAS DE PÓRTICOS
Além dos pórticos, o sistema pode apresentar um núcleo estrutural
rígido - composto por pilares de grande inércia das caixas de escadas e
ou de elevadores ou por pilares-parede colocados em posições
adequadas para melhor enrijecimento lateral do edifício.
SISTEMAS ESTRUTURAIS PARA EDIFÍCIOS
PÓRTICOS COM NÚCLEOS DE RIGIDEZ OU PAREDES 
ESTRUTURAIS 
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
DIRETRIZES BÁSICAS PARA A CONCEPÇÃO 
ESTRUTURAL DE EDIFÍCIOS 
O lançamento dos elementos estruturais é realizado sobre o projeto arquitetônico.
Ao lançar a estrutura deve-se ter em mente vários aspectos básicos:
Estética: Deve-se atender as condições estéticas definidas no projeto arquitetônico.
Este geralmente requer que se esconda a estrutura dentro das paredes. Como em
geral, nos edifícios correntes, a estrutura é revestida, procura-se embutir as vigas e os
pilares nas alvenarias, na medida do possível.
Economia: deve-se lançar a estrutura pensando em minimizar o custo da estrutura. A
economia pode vir da observação de vários itens:
• Uniformização da estrutura, gerando formas mais simples e permitindo maior
reaproveitamento das fôrmas de madeira (redução de custos e maior velocidade
de execução);
• Compatibilidade entre vãos, materiais e métodos utilizados (ex.: o vão econômico
para estruturas protendidas é maior do que o de estruturas de concreto armado);
• Caminhamento o mais uniforme possível das cargas para as fundações. Apoios
indiretos, de vigas sobre vigas e transições devem ser evitadas ao máximo, pois
acarretam um maior consumo de material.
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
DIRETRIZES BÁSICAS PARA A CONCEPÇÃO 
ESTRUTURAL DE EDIFÍCIOS 
Funcionalidade: um aspecto funcional importante é o posicionamento
dos pilares na garagem. Em virtude da necessidade crescente de vagas
para estacionamento, deve ser feita uma análise minuciosa dos
pavimentos de garagem, de modo a aumentar ao máximo a quantidade
de vagas, sempre procurando obter vagas de fácil estacionamento.
Resistência às ações horizontais: ao se lançar a estrutura deve-se
procurar estabelecer um sistema estrutural adequado para resistir às
ações horizontais atuantes na estrutura (vento, desaprumo, efeitos
sísmicos).
Com relação às decisões que influenciam o comportamento dos
elementos estruturais, merecem ser destacadas as seguintes
considerações:
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
DIRETRIZES BÁSICAS PARA A CONCEPÇÃO 
ESTRUTURAL DE EDIFÍCIOS 
• O posicionamento dos elementos estruturais na estrutura da
construção pode ser feito com base no comportamento primário dos
mesmos. Assim, as lajes são posicionadas nos pisos dos
compartimentos para transferir a carga dos mesmos para as vigas de
apoio. As vigas são utilizadas para transferir as reações das lajes e o
peso das alvenarias para os pilares em que se apoia (ou,
eventualmente, vigas de apoio), vencendo os vãos entre os mesmos.
E os pilares são utilizados para transferir as cargas das vigas para as
fundações.
• A transferência de carga deve ser a mais direta possível. Desta forma,
deve-se evitar, na medida do possível, a utilização de vigas
importantes sobre outras vigas (chamadas apoios indiretos), bem
como o apoio de pilares em vigas (chamadas de vigas de transição).
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
DIRETRIZES BÁSICAS PARA A CONCEPÇÃO 
ESTRUTURAL DE EDIFÍCIOS 
• Os elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis, quanto à
geometria e quanto às solicitações. Desta forma, as vigas devem, em princípio,
apresentar vãos comparáveis entre si.
• As dimensões contínuas da estrutura, em planta, devem ser, em princípio, limitadas
a cerca de 30 m para minimizar os efeitos da variação da temperatura e da retração
do concreto. Assim, nas construções com dimensões em planta acima de 30 m, é
desejável a utilização de juntas estruturais ou juntas de separação que decompõem
aestrutural original em um conjunto de estruturas independentes entre si, para
minimizar estes efeitos.
• Conforme já mencionado, as ações horizontais atuantes em uma edificação são
normalmente resistidas por pórticos planos ortogonais entre si, os quais devem
apresentar resistência e rigidez adequadas. Para isso, é importante a orientação
criteriosa das seções transversais dos pilares (em planta). Também é importante
que a estrutura ofereça adequada estabilidade à construção, conseguida
geralmente através da imposição de rigidez mínima às seções transversais dos
pilares e das vigas.
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
PROJETO 
ARQUITETÔNICO
PROJETO 
ESTRUTURAL
PROJETO ESTRUTURAL
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
As recomendações que se seguem são aplicáveis a edificações em
concreto armado com concepção estrutural usual (sistema estrutural
com laje, viga e pilar) e com pequenas sobrecargas de utilização, tais
como os edifícios comerciais e residenciais:
1) Posicionar os pilares, de preferência, nos cantos das edificações e
nos encontros das vigas.
2) Procurar distanciar os pilares entre 4 e 6 m.
3) Escolher regiões não muito nobres no pavimento tipo da edificação
para o posicionamento dos pilares (cantos dos armários embutidos,
atrás das portas, etc.) evitando que os mesmos fiquem aparentes
em salas e dormitórios.
❖ Normalmente, a primeira tarefa da concepção
estrutural é o lançamento dos pilares do andar-tipo,
verificando suas possíveis interferências no térreo e
também nos subsolos, com as vagas de garagem e
circulação de veículos.
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
4) Verificar se as posições lançadas no pavimento tipo são aceitáveis ao
térreo e nas garagens (subsolos). Por sua vez, essa preocupação de
cunho estético é menos importante para o térreo, uma vez que a sua
arquitetura pode ficar um pouco prejudicada em favor de um
melhor posicionamento dos pilares no pavimento tipo. Quanto às
garagens, verifica-se que é mais difícil compatibilizar as melhores
posições estruturais dos pilares com a melhor distribuição dos boxes
(espaços reservados para os automóveis), sendo primordial, nesta
etapa, o entendimento entre calculistas e arquitetos na busca da
melhor posição estrutural para os pilares.
5) Procurar, sempre que possível, o posicionamento das vigas de tal
forma que as mesmas formem pórticos com os pilares, a fim de
enrijecer a estrutura frente às ações horizontais (vento),
principalmente na direção da menor dimensão em planta do
edifício.
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
6) Procurar lançar vigas onde existam paredes, evitando que as
mesmas fiquem aparentes, contribuindo para o aspecto estético.
Entretanto, não é obrigatório lançar vigas sob todas as paredes.
Eventualmente, uma parede poderá apoiar-se diretamente na laje,
devendo-se fazer as devidas verificações na laje em virtude do
carregamento introduzido pela parede. Quando existirem paredes
leves, como por exemplo paredes de gesso acartonado e divisórias, a
tarefa do lançamento de vigas torna-se mais flexível.
7) Verificar a real necessidade de rebaixamento de uma laje em relação
à outra. Às vezes o rebaixamento é necessário quando se tem que
embutir as tubulações de esgoto nas lajes (lajes de banheiro ou das
áreas de serviço). Atualmente, para esconder as tubulações de
esgoto, há a preferência pela utilização de forros falsos em
contrapartida à opção pelo rebaixamento. Isso se deve
principalmente à facilidade de eventuais consertos nas tubulações.
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
LANÇAMENTO DE ESTRUTURAS
8) Em geral, pode-se adotar:
a) 2 a 5 m para o menor vão de lajes armadas em uma direção;
b) b) 3 a 6 m para o maior vão de lajes armadas em duas direções.
9) Lajes de vãos muito pequenos resultam em grande quantidade de
vigas, tornando elevado o custo com as fôrmas.
10) Lajes com vãos muito grandes podem requer espessuras elevadas e
grande quantidade de armaduras. Além disso, a verificação do
estado limite de deformações excessivas pode ser crítico. Para
vencer grandes vãos, torna-se mais viável a utilização da protensão.
Obrigado!!!!