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1 Chapecó, 28 de Julho de 2020 UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ – UNOCHAPECÓ. ACEA: ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E AMBIENTAIS – ARQUITETURA E URBANISMO / 1106 COMPONENTE CURRICULAR: ESTRUTURAS EM AÇO. DOCENTE: DIOGO BEVILAQUA LARISSA PITT - TURMA: X / 6º PERÍODO CONTRAVENTAMENTO EM ESTRUTURAS Introdução Identificar os sistemas que compõem uma estrutura, seja ela metálica, em concreto, madeira ou qualquer outra tipologia é uma etapa extremamente importante no processo de projeto, uma vez que é necessário a projeção de estruturas isostáticas ou hiperestáticas para seu devido funcionamento, bem como facilita o processo de projeto sendo possível prever ações externas e ou internas de grande relevância com atuação nas estruturas. Desenvolvido através da componente de Estruturas de Aço, ministrada pelo docente Diogo Bevilaqua, esse trabalho tratará de questões mais específicas voltadas para o sistema de Contraventamento. Contraventamento: Aplicações, Princípios, Importância, Tipologias e Esforços. Antes de iniciar-se a discussão à cerca dos sistemas de contraventamentos, onde se aplicam e para quais estruturas são interessantes, faz-se necessário destacar o que é de fato esse sistema. De forma geral, pode caracterizar o contraventamento como um sistema utilizado, principalmente, em edificações que às protegem contra a ação do vento, sendo assim, é uma forma de ligação entre os principais elementos estruturais de uma estrutura, pilares e vigas, que possui como objetivo final o aumento da rigidez global da estrutura, conforme será exemplificado e discutido ao longo do desenvolvimento do trabalho. Sabe-se que o dimensionamento de uma estrutura requer atenção ao Estado Limite Último (ELU) dos materiais que nela serão empregados, dessa forma, analisando sua capacidade máxima aos esforços a fim de garantir seu devido funcionamento e ou vida útil. O ELU pode se dar devido ao esgotamento da capacidade máxima da estrutura podendo gerar a ruptura de seções, deterioração e perda de estabilidade, resultando em grandes deslocamentos na estrutura. Os deslocamentos em estruturas metálicas, devido à esbeltes das peças e a rigidez fornecida pelas ligações são geralmente de grande magnitude e, por isso, merecem atenção especial e devem ser um ponto específico de análise dentro do dimensionamento. RAFAEL CARRIJO BARRETO DE MATOS (2014). Geralmente acredita-se que apenas edificações em altura devem conter sistemas de contraventamentos como por exemplo, grandes edificações em concreto armado que possuem pilares paredes para conter o efeito indesejado do vento, entretanto, percebe-se que essa não é uma regra, uma vez que, barracões, pontes e demais estruturas na maioria das vezes, fazem uso de alguns sistemas de contraventamentos, ou seja, tanto estruturas muito altas, como estruturas muito esbeltas, mesmo que baixas, precisam em sua grande maioria o uso desse sistema. Segundo a NBR 6118 Por conveniência de análise, é possível identificar, dentro da estrutura, subestruturas que, devido à sua grande rigidez a ações horizontais, resistem à 2 Chapecó, 28 de julho de 2020 maior parte dos esforços decorrentes dessas ações. Essas subestruturas são chamadas subestruturas de contraventamento. Os elementos que não participam da subestrutura de contraventamento são chamados elementos contraventados. Quando fala-se em estabilidade global de uma estrutura a premissa encontra-se voltada à análise de todos os elementos estruturais atuando de forma conjunta para sua devida sustentação e resistência as ações solicitantes. Kimura (2007), define que a estabilidade global de uma determinada estrutura é inversamente proporcional à sua resistência para com relação aos esforços de segunda ordem, sendo assim, tem-se como definição básica a ideia de que quanto mais rígida for à estrutura, menor será o seu deslocamento horizontal, bem como que quanto maior forem os efeitos de segunda ordem na estrutura mais instável a mesma se torna. O aço, mesmo que ainda pouco explorado na construção se comparado com o concreto armado, é muito empregado na construção civil, contém excelente resistência à tração, dureza elevada, plasticidade e ductilidade como pontos positivos. Na estrutura metálica, sistemas de contraventamento são compostos principalmente pela utilização de barras também metálicas em conjunto com o restante da estrutura e visam minimizar ou anular deslocamentos horizontais, causados pelas ações variáveis. Essas estruturas podem ser visualizadas de duas formas, sendo elas: vertical a fim de promover o travamento de vigas e pilares ou na horizontal para travamento de coberturas, por exemplo, sendo que, vale ressaltar também que o dimensionamento dessas estruturas muito tem a ver inclusive com a região na qual estará inserida, de maneira geral, variam de acordo com cada projeto. Quanto aos tipo de contraventamento, podem ser citados inúmeras soluções: 01. Pilares Parede: A utilização de pilares-parede, fornece a resistência necessária e a rigidez aos esforços horizontais que atuam sobre as estruturas. Normalmente, nesse tipo de estrutura os esforços ficam concentrados nesses pilares, uma vez que os mesmos, atuam de maneira individual de absorção. Por conta disso, muitas vezes transmitem esforços elevados às suas fundações e dessa forma, provocam um custo um pouco mais elevado. 02. Efeito Pórtico: O sistema de contraventamento realizado através da idealização do efeito pórtico exige a análise detalhada dos vínculos da estrutura global, sendo assim, nesse caso, os vínculos em x ou y precisam estar devidamente definidos, levando em consideração a necessidade de ligações rígidas ou flexíveis dependendo do sentido do pórtico que pretende-se realizar, para que o conjunto se comporte de maneira conjunta. 03. Núcleos Rígidos: Utilizados principalmente em edifícios de concreto armado, essa tipologia de contraventamento permite a criação de um núcleo com base na associação de paredes de concreto armado, que formam de fato um núcleo, resistente a cargas verticais e laterais principalmente. Além disso, são utilizadas ainda as treliças para o caso de telhados, o chamado sistema de tubos que pode ser composto por tubos perfurados, treliçados ou simples, efeitos de amortecimento ou dissipação de energia, entre outros. Nas estruturas metálicas propriamente ditas, os mais usual é a utilização das barras de forma diagonal na estrutura causando o efeito de rigidez necessário. Os deslocamentos que podem ser gerados em uma estrutura qualquer, devido a ação de forças variáveis ou não, podem apresentar até três níveis diferentes, de pequena, média e grande deslocabilidade. Conforme pode ser visualizado na Figura 1, existem várias formas de realizar as 3 Chapecó, 28 de julho de 2020 subestruturas de contraventamento, sendo elas, o sistema de simples diagonal, diagonal dupla, sistema em X, sistema em V e em V invertido, respectivamente, além disso existe ainda o chamado K. Figura 01. Sistemas de Contraventamento. Fonte: MATOS, Uniceub, 2014. Essas tipologias apresentadas na Figura 01, fazem parte do conjunto de contraventamentos concêntricos, ou seja, aqueles que como resultado final da disposição resultam em triângulos completos, sendo esses os mais rígidos. Além desses, ainda existem outras opções que devido a sua disposição não formam triângulos completos, onde nesses casos as barras são afastadas ocasionando um sistema menos rígido e com menor eficiência final. Figura 02. Efeito do Contraventamento na Estrutura. Fonte: Análise das Estruturas. CARNEIRO, F., MARTINS, J. G., 2008. Figura 03 e 04. Efeitos do Contraventamento em Telhados. Fonte: Análise das Estruturas. CARNEIRO, F., MARTINS, J. G., 2008. 4 Chapecó, 28 de julho de 2020 Nessas tipologias de estruturas de contraventamento a rigidez global da estrutura é garantida a partir de esforços de tração e de compressão em sentidodiagonal das barras. Conclusão. Ao identificar-se os principais tipos de contraventamento, tendo em vista principalmente as estruturas metálicas, foco da matéria de Estruturas de Aço, abrem-se diversas soluções para o combate dos efeitos do vento nas estruturas. Sendo assim, tem-se por conclusão que a concepção estrutural, bem como a arquitetônica de toda e qualquer edificação ou elemento arquitetônico deve abrigar um conjunto de soluções pontuadas para a garantia de sua estabilidade global, incluindo-se nesse casos os sistemas de contraventamento. De maneira geral, pode-se dizer que os sistemas interligados condizem muito com suas funções, onde cada tipologia de estrutura atua de determinada maneira para o cumprimento de sua função. Edificações contraventadas, no caso de estruturas em aço, conseguem atingir um nível de rigidez satisfatório a partir do aumento da rigidez em suas linhas diagonais. 5 Chapecó, 28 de julho de 2020 REFERÊNCIAS: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRAS DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6118. Projeto de Estruturas de Concreto. Rio de Janeiro, 2014. Centro Brasileiro de Construção em Aço. Disponível em: < https://www.cbca- acobrasil.org.br/site/construcao-em-aco-vantagens.php>. Acesso em: 26/07/2020. Contraventamento. Disponível em: <http://www.estruturas.ufpr.br/wp-content/uploads/2015/02/09- Contraventamento.pdf>. Acesso em: 25/07/2020. Estruturas Metálicas. Disponível em: <http://aquarius.ime.eb.br/~moniz/metalica/estruturas_metalicas_2013_/3.pdf>. Acesso em: 25/07/2020. IGLESIA, Socrate Muñoz. Soluções Estruturais: 10 formas de controlar os deslocamentos e acelerações horizontais. Disponível em: < https://maisengenharia.altoqi.com.br/estrutural/solucoes-estruturais/>. Acesso em: 26/07/2020. O que é Contraventamento. Disponível em:< http://www.colegiodearquitetos.com.br/dicionario/2009/02/o-que-e-contraventamento/>. Acesso em: 25/07/2020. KIMURA, Alio Ernesto. Informática aplicada em estruturas de concreto armado: cálculos de edifícios com uso de sistemas computacionais. São Paulo. Ed. Pini, 2007. LONGO, Luis Filipe. Como Contraventar uma Estrutura. Disponível em: < https://suporte.altoqi.com.br/hc/pt-br/articles/115001186613-Como-contraventar-uma-estrutura->. Acesso em: 26/07/2020. MATOS, Rafael Carrijo Barreto. Sistemas De Contraventamentos Em Edifícios De Estrutura Metálica. Faculdade de tecnologia e ciências sociais aplicadas – fatecs curso: engenharia civil. Brasília, 2014. SOUZA, Marta Francisca Suassuna Mendes, RODRIGUES, Rafael Bezerra. Sistemas estruturais de edificações e exemplos. Campinas (SP), Julho de 2008. UNICEUP. Disponível em: < https://repositorio.uniceub.br/jspui/bitstream/235/6404/1/21016114.pdf>. Acesso em: 25/07/2020.