Estrutura de Concreto Armado I - Concepção Estrutural

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2. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL 
2.1 Definição 
Ao longo do tempo a complexidade das construções aumentou 
demasiadamente, sendo assim as estruturas referentes a estas construções 
necessitam utilizar diferentes tipos de peças estruturais, para que adequadamente 
combinadas possam formar um conjunto resistente. Sendo assim a concepção 
estrutural de um edifício baseia-se em estabelecer um arranjo adequado dos vários 
elementos estruturais do edifício (figura 1), tendo como objetivo assegurar que o 
mesmo possa suprir as finalidades para o qual foi projetado. 
 
 
Fonte: http://coral.ufsm.br/decc/ECC1008/Downloads/Concep_Estrut_2007.pdf 
 
De acordo com Alva (2007), 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. 
Para se conceber uma estrutura deve-se pensar primeiramente em qual será a 
finalidade da edificação e se atentar as condições impostas pela parte arquitetônica. 
Logo, o projeto arquitetônico representa a base para a elaboração do projeto 
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estrutural, sendo a partir deste poder-se antecipar o posicionamento dos elementos, 
respeitando a distribuição de diferentes ambientes em diversos pavimentos. Sendo 
também que a estrutura deve apresentar coerência com relação as características do 
solo no qual ela irá se apoiar. 
 
2.2 Passos para conceber uma estrutura 
A elaboração de um projeto estrutural deve ser sempre feita de modo 
adequado, independentemente se for de pequeno, médio ou grande porte. Sendo o 
engenheiro de estruturas responsável por esta parte, precisando dispor assim de um 
vasto acervo de informação para um estudo preliminar antes de iniciar seu trabalho. 
A partir deste estudo pode-se determinar uma lista com as principais informações para 
se conceber um projeto estrutural. 
 
2.2.1 Dados Iniciais 
A concepção estrutural deve se fundamentar principalmente pela finalidade da 
edificação e atender, quando possível, as condições dadas pela parte arquitetônica. 
Primeiramente se faz necessário que o engenheiro estrutural tenha em mãos o 
projeto arquitetônico da obra, tendo-se como preferência que o projeto seja de estudo 
preliminar ou o projeto básico que ainda não tenha sido aprovado pela prefeitura, 
sendo que deste modo é possível fazer um pré-lançamento da estrutura e fazer assim 
pequenas alterações na arquitetura que impactam na solução estrutural, sendo tanto 
no quesito desempenho quanto em economia. Sendo que quanto mais oportunidade 
de se poder alterar a arquitetura, melhor será um projeto estrutural. 
O projeto estrutural deve estar em concordância com os demais projetos, tais 
como: de instalações elétricas, hidráulicas, telefonia, segurança, som, televisão, ar 
condicionado, computador e outros, permitindo assim a compatibilidade e qualidade 
de todos os sistemas. Devendo-se levar em consideração que a maioria das 
construções possuem mais de um pavimento, podendo ser constituídas pelos 
seguintes pavimentos: subsolo, térreo, tipo, cobertura e casa de máquinas, além dos 
reservatórios inferiores e superiores. 
Sendo assim, pode-se existir o pavimento-tipo, que é quando mais de um 
pavimento se repete, geralmente feito em edifícios, logo inicia-se a concepção pela 
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estruturação desse pavimento. Caso não haja pavimentos repetidos, deve-se começar 
a parte da estruturação dos andares superiores, seguindo na direção dos inferiores. 
Sendo que a definição da forma estrutural parte da localização dos pilares e segue 
com o posicionamento das vigas e das lajes, nessa ordem. 
 
2.2.2 Sistemas Estruturais 
Atualmente possuímos inúmeros tipos de sistemas estruturais utilizados. 
Porém as lajes maciças são as mais usuais em edifícios, pela facilidade de poder ser 
moldada tanto no local ou ser pré-fabricada, sendo que em grandes vãos o mais 
indicado seria a aplicação de protenção para a melhoria do desempenho da estrutura. 
As lajes sem vigas também seria outra alternativa, elas são apoiadas 
diretamente sobre os pilares, que são denominadas lajes-cogumelo, e lajes planas ou 
lisas, respectivamente. 
Para escolher um sistema estrutural depende-se de fatores técnicos e 
econômicos, sendo eles: disponibilidade de materiais, capacidade do meio técnico 
para desenvolver o projeto e para executar a obra, mão-de-obra e equipamentos 
necessários para a execução. Sendo que nos casos de edifícios residenciais e 
comerciais, a escolha do tipo de estrutura é feita a partir de fatores econômicos, pois 
as condições técnicas para projeto e construção são de conhecimento da Engenharia 
de Estruturas e de Construção. 
 
2.2.3 Caminho das Ações 
A concepção estrutural de um edifício deve ser feita de um jeito que ele seja 
capaz de resistir não só às ações verticais, mas também às ações horizontais que 
consequentemente possam provocar efeitos significativos ao longo da vida útil da 
construção. Sendo que ações verticais são constituídas pelo peso próprio dos 
elementos estruturais, pesos de revestimentos e de paredes, além de algumas ações 
permanentes, ações variáveis decorrentes da utilização, e outras ações específicas. 
Logo, as ações horizontais, são basicamente a ação do vento e do empuxo em 
subsolos. 
O caminho relacionado as ações verticais possuem início nas lajes de 
cobertura, que conseguem suportam seus pesos próprios e outras ações 
permanentes e variáveis de uso, incluindo então peso de paredes que se apoiem 
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diretamente sobre elas. Sendo assim, as lajes transmitem as ações verticais para as 
vigas, através das reações de apoio. 
Depois das lajes temos as vigas, que suportam tanto as ações provenientes 
das lajes quando seu peso próprio e peso de paredes, como também ações de outros 
elementos que podem se apoiar nela, tendo como exemplo as reações de apoio de 
outras vigas. Geralmente as vigas trabalham à flexão e ao cisalhamento, transmitindo 
assim as ações para os elementos que estão na vertical, como pilares e paredes 
estruturais. 
Logo após as vigas temos os pilares e as paredes estruturais que recebem as 
reações das vigas que se apoiam nelas, sendo que em conjunto com o peso próprio 
desses elementos verticais, são transmitidas para os andares inferiores e no final para 
o solo, por meio dos respectivos elementos da fundação. 
Com isso temos que as ações horizontais também devem ser igualmente 
absorvidas pela estrutura e transferidas para o solo. Sendo o caso do vento, tendo o 
percurso dessas ações o início nas paredes externas do edifício, onde ele atua. Esta 
ação é resistida por elementos verticais de grande rigidez, tais como pórticos, paredes 
estruturais e núcleos, que formam a estrutura de contraventamento. Os pilares de 
menor rigidez não contribuem muito na resistência a estas ações laterais e costumam 
ser ignorados quando se faz a análise da estabilidade global da estrutura. 
 
2.2.4 Posição dos Pilares 
Ao se iniciar a localização dos pilares recomenda-se que se inicie pelos cantos 
das paredes e depois pelas áreas que sejam mais comuns a todos os pavimentos, 
que serão os locais que irão dispor de mais cargas, como área de elevadores e de 
escadas, e também onde se localizam as coberturas, as casas de máquinas e o 
reservatório superior. Após isso posicionam-se os pilares de extremidades e os 
internos, sempre procurando embuti-los nas paredes e respeitando o projeto 
arquitetônico. Sendo sempre que possível, é de extrema importância dispor os pilares 
alinhados, com o objetivo de formar pórticos com as vigas. Quando formados, os 
pórticos contribuem significativamente na estabilidade global do edifício. 
Os pilares são usualmente dispostos de modo que possam resultar distancias 
entre seus eixos de 4 m a 6 m. Sendoque distancias muito grandes entre pilares 
causam vigas com dimensões incompatíveis e trazem custos mais elevados à 
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construção, pois maiores seções transversais de pilares acarretam maiores taxas de 
armadura e maior dificuldade nas montagens da armação e das formas. Contudo, 
pilares que ficam muito próximos produzem interferência nos elementos de fundação 
e consumo elevado de mão-de-obra, afetando assim os custos de modo desfavorável. 
Tendo em vista que se deve adotar sempre que possível o valor de 19cm no 
mínimo para a menor dimensão do pilar e sempre escolher a direção da maior 
dimensão garantindo a adequada rigidez à estrutura, em ambas direções. Sendo que 
quando se tem pavimento-tipo deve-se posicionar os pilares de modo a verificar suas 
interferências nos demais pavimentos da edificação. 
Quando se possui a impossibilidade de fazer a compatibilização da distribuição 
dos pilares entre os diversos pavimentos, pode ser que haja a necessidade de um 
pavimento de transição. Sendo que nesta situação a prumada do pilar é alterada, 
empregando-se uma viga de transição, que tem por objetivo receber a carga do pilar 
superior e a transferir para o pilar inferior, sendo assim a sua nova posição. 
 
2.2.5 Posições de Vigas e Lajes 
O posicionamento das vigas e lajes são o próximo passo da estruturação nos 
pavimentos. Temos que as vigas, além de ligarem os pilares formando pórticos, 
podem também ser necessárias para dividir um painel de laje com grandes dimensões 
ou para suportar uma parede divisória evitando que ela se apoie diretamente sobre a 
laje. 
Por questões estéticas é comum adotar larguras de vigas em função da largura 
das alvenarias para que se tenha mais facilidades no acabamento e um melhor 
aproveitamento dos espaços. Sendo assim as alturas das vigas ficam limitadas pela 
necessidade de prever espaços livres para aberturas de portas e de janelas. 
As disposições das vigas devem levar em consideração principalmente o valor 
mais econômico para o menor vão das lajes, sendo para lajes maciças da ordem de 
3,5 m a 5,0 m. Logo o posicionamento das lajes fica definido pelo arranjo das vigas. 
 
2.2.6 Desenhos Preliminares de Formas 
Após obter-se o arranjo dos elementos estruturais, seja possível fazer os 
esboços de formas de todos os pavimentos, inclusive cobertura e caixa d’água, com 
as dimensões baseadas no projeto arquitetônico. 
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Segundo Libânio M. Pinheiro, Cassiane D. Muzardo, Sandro P. Santos (2003), 
as larguras das vigas são adotadas para atender condições de arquitetura ou 
construtivas. Sempre que possível, devem estar embutidas na alvenaria e permitir a 
passagem de tubulações. O cobrimento mínimo das faces das vigas em relação às 
das paredes acabadas variam de 1,5cm a 2,5cm, em geral. Costuma-se adotar para 
as vigas no máximo três pares de dimensões diferentes para as seções transversais. 
O ideal é que todas elas tenham a mesma altura, para simplificar o cimbramento. 
Sendo que em edifícios residenciais, é conveniente que as alturas das vigas não 
ultrapassem 60cm, para não interferir nos vãos de portas e de janelas. 
Com isso, tem-se que a numeração dos elementos (lajes, vigas e pilares) deve 
ser feita da esquerda para a direita e de cima para baixo. 
A numeração das lajes de inicia como: L1, L2, L3 etc., sendo que seus números 
devem ser colocados próximos do centro delas. Em seguida são numeradas as vigas 
como: V1, V2, V3 etc, sendo seus números colocados no meio do primeiro tramo. 
Logo, no final são colocados os números dos pilares como: P1, P2, P3 etc., 
posicionados embaixo deles, na forma estrutural. 
Concluindo, finalmente após a concepção estrutural obtém-se o anteprojeto de 
todos os pavimentos, incluindo a cobertura e a caixa d’água, podendo assim 
prosseguir com o pré-dimensionamento de lajes, vigas e pilares. 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ALVA, Gerson. Concepção estrutural de edifícios em concreto armado. Santa 
Maria: Universidade Federal de Santa Maria, 2007. 
 
Giongo, Samuel. Projeto estrutural de edifícios. São Carlos: Escola de engenharia 
de São Carlos, 2007. 
 
KOERICH, Rodrigo. Quais informações preciso para começar um projeto 
estrutural? 2016. Disponível em: 
<https://maisengenharia.altoqi.com.br/estrutural/quais-informacoes-preciso-dispor-
para-comecar-um-projeto-estrutural//>. Acesso em 01/09/2020. 
 
Libânio M. Pinheiro, Cassiane D. Muzardo, Sandro P. Santos. ESTRUTURAS DE 
CONCRETO – CAPÍTULO 4. 2003. São Paulo: USP – Departamento de Engenharia 
de Estruturas.