Expressao 4 - Concepcao estrutural 01

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EXPRESSÃO GRÁFICA IV 
CONCRETO – CONCEPÇÃO ESTRUTURAL 
Prof. Carlos Roberto da Silva 2018-01 
EXPRESSÃO GRÁFICA IV – Prof. Carlos Roberto 2 
CONCEPÇÃO ESTRUTURAL – EDIFÍCIOS EM CONCRETO 
“Estrutura de uma edificação é um conjunto de elementos - 
lajes, vigas, pilares etc. - interligados entre si com a função de 
suportar as cargas atuantes em sua superfície e contorno e 
transportá-las até a fundação, que as descarregará no terreno.” 
O QUE É ESTRUTURA 
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CONCEPÇÃO ESTRUTURAL – EDIFÍCIOS EM CONCRETO 
1- CONCEITO DE CONCEPÇÃO DA ESTRUTURA 
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. 
Um arranjo estrutural adequado consiste em atender, simultaneamente, os aspectos de 
segurança, economia (custo), durabilidade e os aspectos relativos ao projeto arqui-
tetônico (estética e funcionalidade). Em particular, a estrutura deve garantir a segurança 
contra os estados limites, nos quais a construção deixa de cumprir suas finalidades. 
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Figura 1 - Perspectiva de parte de edifício: principais elementos estruturais. Fonte: Alva. 
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2- O PROJETO ARQUITETÔNICO E A CONCEPÇÃO ESTRUTURAL 
A concepção estrutural deve levar em conta a finalidade da edificação e atender, tanto 
quanto possível, as condições impostas pela arquitetura. O projeto arquitetônico 
representa, de fato, a base para a elaboração do projeto estrutural e influencia 
diretamente na escolha da forma da estrutura de um edifício. Usualmente, edifícios 
residenciais são constituídos pelos seguintes pavimentos: 
• Subsolo: destinado à área de garagem; 
• Pavimento Térreo: destinado à recepção, salas de estar, de jogos, de festas, 
piscinas e área para recreação; 
• Pavimento-tipo: destinado aos apartamentos. Composto de vários andares. 
• Ático: pavimento menor e mais recuado que os demais, no topo dos edifícios, 
destinado a abrigar máquinas, reservatórios, depósitos, etc.; 
• Cobertura: via de regra, requerem um projeto estrutural compatível e específico. 
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Figura 2 - Edifício residencial de múltiplos pavimentos. Fonte: Alva. 
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O projeto estrutural deve estar em harmonia com os demais projetos, tais como: insta-
lações elétricas, hidráulicas, telefonia, segurança, som, TV, ar condicionado, rede lógica 
etc. Ou seja, deve existir a compatibilização do projeto estrutural com os demais 
projetos, de modo a permitir a coexistência, com qualidade, de todos os sistemas. 
Surge, assim, a solução BIM. 
Figura 3 - Viga incompatível com o vão da porta. Figura 4 - Parede incompatível com as prumadas de 
tubulações. 
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BIM (Building Information Modeling) 
Modelagem de Informação da Construção 
Na solução BIM as várias áreas técnicas envolvidas no projeto fazem anteprojetos que, 
posteriormente, são analisados em conjunto para que sejam estudadas as compati-
bilizações necessárias. 
Esta solução objetiva a integração das informações de todos os projetos (Arquitetônico, 
Estrutural, Instalações Prediais), Orçamento, Planejamento e também, a Construção, 
Operação e Manutenção do Edifício. 
Essa integração resulta na melhoria da qualidade, pois evita revisões devidas a erros e 
problemas de interferência entre os vários elementos. Permite o gerenciamento dos 
desenhos e consulta “on-line” de qualquer elemento do projeto. 
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Figura 5 – Sobreposição de projetos e disciplinas técnicas. 
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Figura 6 – BIM e a integração de informações. 
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Neste sentido pode-se citar, por exemplo, o cuidado que se deve ter com a localização 
de vigas nas regiões de banheiros e área de serviço, onde o engenheiro responsável 
pelo projeto hidráulico, provavelmente, procura localizar pontos para passagem de 
dutos de esgoto e instalações de água fria e quente. 
As áreas destinadas a garagens, na maioria dos casos localizadas no subsolo, deter-
minam posições de pilares compatíveis com áreas de manobras e de estacionamentos. 
 
 
 
 
Figuras 7a e 7b – Garagem e posição dos pilares. Fonte: Alva. 
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Há casos de as posições dos pilares dos subsolos não serem compatíveis com a distri-
buição de pilares estudada para o pavimento-tipo. Nessa situação é usual projetar-se 
uma estrutura de transição, responsável por transferir as ações dos pilares posicio-
nados com base no projeto arquitetônico do andar tipo para pilares posicionados 
segundo a compatibilidade arquitetônica do andar térreo e do subsolo. (cy) 
Figura 8 – Viga de transição. 
Fonte: Alva. 
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Porém, as estruturas de transição, na grande maioria das vezes, são caras e de 
grande responsabilidade estrutural. Deve-se, o quanto possível, procurar compatibi-
lizar o posicionamento dos pilares nos diversos pisos, mantendo a continuidade verti-
cal dos mesmos até a fundação, de modo a evitar a utilização de vigas de transição. 
Normalmente a área destinada à escada e aos 
elevadores são comuns em todos os andares e, 
nesta área, ficam a casa de máquinas e os 
reservatórios elevados. Pode-se, aí, lançar os pilares. 
Para melhorar a resistência do edifício às ações hori-
zontais (vento, desaprumo, contenções), são dispos-
tos planos constituídos por pórticos (vigas e pilares 
conectados rigidamente), bem como pilares-parede. 
Figura 9 – Caixa de escada. 
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Figura 10 – Planta de formas de edifício com sistema estrutural constituído por pórticos associados a pilares-parede. 
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3- ELEMENTOS BÁSICOS DE ESTRUTURAS 
Na concepção estrutural, é importante considerar o comportamento primário dos 
elementos estruturais, que podem ser resumidos em: 
• Laje: Elemento plano bidimensional, apoiado em vigas ou em balanço, constituindo os 
pisos dos compartimentos. Recebe as cargas (ações gravitacionais) do piso, 
transferindo-as para as vigas de apoio. É submetida predominantemente à flexão. 
• Viga: Elemento linear sujeito predominantemente à flexão, apoiado em pilares e, 
geralmente, embutida nas paredes. Transfere para os pilares o peso da parede 
apoiada diretamente sobre ela e as reações das lajes. 
• Pilar: Elemento linear sujeito predominantemente à flexo-compressão, cuja função 
principal é receber as ações atuantes nos diversos níveis e conduzi-las até as 
fundações, bem como garantir a estabilidade globalda estrutura (pórticos). 
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4- ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE FUNDAÇÕES 
As ações atuantes na edificação devem ser transmitidas à camada resistente do solo 
por meio dos elementos estruturais de fundação. Existem dois grupos principais: 
• Fundações superficiais (ou diretas, ou rasas): Constituídas essencialmente pelas 
sapatas e radiers. São empregadas quando o terreno apresenta um solo superficial 
com resistência relativamente elevada e baixa compressibilidade. Nestes tipos de 
fundações, as ações são transmitidas ao solo predominantemente pela base. 
• Fundações profundas: Os tipos mais comuns são as estacas e os tubulões. As 
fundações profundas são utilizadas quando não é viável economicamente o emprego 
de fundações superficiais. Em uma fundação profunda, a carga pode ser transmitida 
predominantemente pela base, por atrito lateral ou ainda por ambos. 
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Figura 11 – Elementos estruturais de fundações. Fonte: Alva. 
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5- DIRETRIZES BÁSICAS PARA A CONCEPÇÃO ESTRUTURAL DE EDIFÍCIOS 
 
O lançamento dos elementos estruturais é realizado sobre o projeto arquitetônico. Alguns aspectos 
importantes a considerar: 
• Estética: nos edifícios correntes a estrutura normalmente é revestida. Deve-se procurar, então, 
embutir as vigas e os pilares nas alvenarias, na medida do possível. 
• Economia (minimizar custos): uniformização da estrutura (menor número de fôrmas / maior 
repetitividade); compatibilidade entre vãos, função do tipo materiais e método empregados 
(protensão etc); trajetória de cargas a menor possível até a fundação (caminho mais curto); 
• Funcionalidade: por exemplo, posicionamento dos pilares na garagem proporcionando o 
número máximo de vagas; 
• Resistência às ações horizontais: estabelecer um sistema estrutural adequado para resistir às 
ações horizontais atuantes na estrutura (vento, desaprumo do edifício, efeitos sísmicos etc). 
Núcleo estrutural rígido (pilares-paredes) ou sistema de pórticos (planos ou espaciais). 
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6- LANÇAMENTO DA ESTRUTURA 
Lançar a estrutura de um edifício em concreto é basicamente escolher o posiciona-
mento adequado para pilares, vigas e lajes, bem como determinar as dimensões 
iniciais (pré-dimensionamento) de tais elementos estruturais. 
A escolha da estrutura de um edifício de andares múltiplos começa pelo pavimento 
tipo, fixando-se a posição de vigas e pilares, levando sempre em consideração a 
posição da caixa d'água, a qual coincide, em boa parte dos casos, com a caixa de 
escadas. 
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. 
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7- RECOMENDAÇÕES PARA O LANÇAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
Estas recomendações são aplicáveis a edifícios comerciais/residenciais em concreto 
armado com concepção estrutural usual (laje, viga e pilar), com pequenas sobrecargas 
de utilização: 
1) Posicionar os pilares, de preferência, nos cantos das edificações e nos encontros 
das vigas. Procurar distanciar os pilares entre 2,5 e 6 m. 
2) 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. 
3) Verificar se as posições lançadas no pavimento tipo são aceitáveis ao térreo e nas 
garagens (subsolos). É primordial, nesta etapa, o entendimento entre calculistas e 
arquitetos na busca da melhor posição estrutural para os pilares. 
4) Procurar posicionar as vigas de tal forma que as mesmas formem pórticos com os 
pilares, a fim de enrijecer a estrutura frente às ações horizontais (vento) (cy) 
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4) Procurar posicionar as vigas de tal forma que as mesmas formem pórticos com os 
pilares, a fim de enrijecer a estrutura frente às ações horizontais (cy). 
5) 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 direta-
mente na laje, devendo-se fazer as devidas verificações para esta carga adicional. 
6) Para as lajes maciças, pode-se adotar, em geral: 
a) 2 a 5 m para o menor vão de lajes armadas em uma direção; 
b) 3 a 6 m para o maior vão de lajes armadas em duas direções. 
7) Lajes maciças de vãos muito pequenos resultam em grande quantidade de vigas, 
elevando o custo com as fôrmas. Lajes com vãos muito grandes podem requerer 
espessuras/armadura elevadas e podem estar sujeitas a deformações excessivas. 
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IMPORTANTE: 
 Na fase de lançamento da estrutura é importante também 
levar em consideração a interferência do projeto estrutural 
com os demais projetos (eletricidade, climatização, acústica, 
incêndio, hidrossanitário, rede lógica etc) - BIM 
Viga incompatível com o vão da porta. Parede incompatível com as prumadas de 
tubulações. 
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BIM (Building Information Modeling) 
Modelagem de Informação da Construção 
 
Objetiva a integração das informações de todos os projetos (Arquitetônico, Estrutural, 
Instalações Prediais), Orçamento, Planejamento e também, a Construção, Operação 
e Manutenção do Edifício. 
 
Essa integração resulta na melhoria da qualidade, pois evita revisões devidas a erros 
e problemas de interferência entre os vários elementos. Permite o gerenciamento dos 
desenhos e consulta “on-line” de qualquer elemento do projeto. 
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BIM (Building Information Modeling) 
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BIM (Building Information Modeling) 
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EXERCÍCIO 1: Fazer o lançamento estrutural da planta baixa, para um edifício em dois pavimentos. 
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EXERCÍCIO 2: Fazer o lançamento estrutural da planta baixa, para um edifício em dois pavimentos.