Cálculo Estrutural - Trabalho Projeto e Cálculo Estrutural

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Projeto e Cálculo Estrutural
O Projeto Estrutural  é um projeto extremamente importante no planejamento de custos uma vez que será responsável pela obtenção dos custos de infra-estrutura e supra-estrutura da obra. Segundo as Normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), no caso de se tratar de concreto armado, o projeto estrutural deve compreender:
    * Locação e carga nos pilares da fundação;
    * Características dos materiais empregados;
    * Plantas de formas de todo o projeto estrutural nas quais devem constar as seguintes indicações: Qualidade do concreto, e a qualidade dos aços empregados; tipos de acabamentos especiais constantes do projeto arquitetônico (concreto aparente, liso ou aplicado, etc); contra flecha e sobrecargas especiais; qualquer outra indicação que torne mais claro o projeto estrutural e as limitações de uso.
    * Desenhos de armação de todos os elementos do projeto estrutural;
    * Detalhes em escalas adequadas, para a correta interpretação do projeto estrutural, de acordo com as Normas da ABNT.
Nossos projetos são desenvolvidos com tecnologia CAD/CAE de última geração, garantindo precisão e segurança.
Cálculo Estrutural
O cálculo estrutural é utilizado para analisar o comportamento de estruturas submetidas à esforços diversos, aplicados em várias direções, com o objetivo de verificar a resistência adequada dos elementos estruturais sob combinações de carregamentos extremos ao longo de sua vida útil e também de prever as deformações das mesmas sob combinações normais de carregamento durante sua utilização.
Os esforços, também conhecidos como ações, que atuam nas estruturas e que devem ser considerados durante o cálculo estrutural, podem ser devidos à utilização da estrutura, tais como: peso próprio, sobrecargas, cargas móveis ou acidentais e seus respectivos impactos, equipamentos e vibrações fixados na mesma; e/ou devidos à fenômenos naturais, tais como: ação de ventos, chuvas, inundações, gelo, terremotos e variações de temperatura ambiente; e/ou também, porém não limitados a: incêndios, explosões, recalques diferenciais, empuxos de terra, impacto de ondas e movimento de marés (estruturas “off-shore”), subpressão de lençol freático, etc.
Durante o processo de cálculo estrutural haverá a necessidade de se estudar as combinações das ações que atuarão simultaneamente na estrutura. Isto quer dizer que haverá necessidade de se combinar quais ações ocorrerão simultaneamente e quais ocorrerão de forma isolada, e em qual proporação isto ocorrerá. Estas combinações de carregamento são de fundamental importância para se obterem esforços mínimos e máximos adequados ao nível de importância da estrutura, ao local onde a estrutura está construída, à sua finalidade com relação ao público e sua vizinhança e também com relação à sua utilização e vida útil.
A resistência dos materiais que compõem os elementos estruturais é verificada através do cálculo estrutural com o objetivo de assegurar que não ocorram danos estruturais durante a vida útil da estrutura. Tais danos ocorrem quando qualquer parte de uma estrutura não é capaz de suportar satisfatoriamente as ações extremas à qual a estrutura está submetida durante o período de sua vida útil, podendo ser observados quando surgem flechas excessivas, deformações inelásticas, trincas, colapso de parte da estrutura ou até mesmo ruína total da estrutura. A resistência dos elementos estruturais normalmente é feita comparando-se a carga máxima prevista para ocorrer em um determinado ponto ou secção da estrutura com a carga de ruptura desta mesma parte da estrutura minorada por um coeficiente de segurança que dependerá do método de cálculo, da norma técnica aplicada e principalmente do material.
A deformação da estrutura também deve ser avaliada cuidadosamente pelo engenheiro de estruturas responsável pelo cálculo estrutural pois no dimensionamento da estrutura muitas vezes o correto funcionamento da mesma, em termos de deformações e deslocamentos sob ações de serviço e utilização, exige que sejam utilizados elementos estruturais com dimensões, secções transversais e inércias superiores às mínimas necessárias para atender os critérios de resistência. Isto ocorre devido à elasticidade do material empregado, tais como: concreto, aço, alumínio, madeira, etc., ou seja, conforme aumenta a tensão aumenta também a deformação do material, não implicando necessariamente em alongamento inelástico mas muitas vezes representando um alongamento (deformação) inaceitável para a condição de utilização da estrutura, ocasionando por exemplo: flechas excessivas, vibrações desconfortáveis, etc.
Talvez a característica mais valiosa de um bom engenheiro seja sua integridade. O cliente espera que o engenheiro de estruturas, normalmente conhecido como engenheiro calculista, pois é o responsável pela elaboração do cálculo estrutural, atue nos seus projetos observando as prescrições das normas técnicas vigentes buscando aplicar o melhor de seu conhecimento técnico-acadêmico, sua experiência profissional e seu bom senso no intuito de obter estruturas econômicas, seguras e duráveis.
O cálculo estrutural usufrui, hoje em dia, do exponencial desenvolvimento informático ao dispor da sociedade. A capacidade de resolução de sistemas de equações é enorme, permitindo o uso de métodos de cálculo impraticáveis até há poucos anos.
Foram criadas empresas de “software” em vários campos e a engenharia estrutural não constitui excepção. No entanto, fruto da competitividade e das exigências de mercado, as empresas de “software” relegaram para segundo plano as metodologias de cálculo e colocaram em primeiro plano a facilidade de utilização desses programas. As justificações de cálculo estão ausentes ou são apenas referidas de um modo muito incipiente.
Cada vez mais os projectos estruturais são o resultado de programas de cálculo automático que não são mais do que cadeias de montagem onde o “projectista” se limita a colocar o sistema em movimento. Esta situação arrastou para o projecto estrutural técnicos que se encontravam dissociados dessa prática de engenharia antes de tais ferramentas se encontrarem disponíveis no mercado.
Reforço à Flexão com Compósitos de CFRP de Vigas de Madeira Lamelada-Colada
Os novos produtos estruturais derivados de madeira, como a madeira lamelada-colada (“glulam”), vieram dar um enorme impulso a este material, abrindo novos campos de aplicação e estabelecendo padrões de produção e utilização compatíveis com as modernas exigências das construções.
No entanto, a procura crescente destes produtos, a redução progressiva de stocks de madeira de elevada qualidade e a necessidade de racionalizar o uso de um recurso escasso e valioso, vêm incentivando o desenvolvimento de novas soluções estruturais que, preservando no produto final a beleza do material primário, permitam aumentar o seu desempenho e, consequentemente, reduzir o seu consumo.
O desempenho de estruturas de madeira lamelada-colada à flexão é condicionado pela resistência à tracção da madeira das lamelas, o que tem motivado a busca de novas soluções baseadas no reforço da zona traccionada. Assim, nos últimos anos tem sido investigado o potencial de reforço associado a uma variedade de materiais, como o aço, o alumínio e os polímeros reforçados com fibras de vidro (GFRP), de carbono (CFRP) e de aramida (AFRP).
Os polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) têm sido utilizados, com muito sucesso, em diversas áreas tais como a indústria aeronáutica, automobilística e naval. Nos finais dos anos setenta e inícios dos anos oitenta, iniciou-se a investigação destes materiais aplicados às estruturas de engenharia civil, nomeadamente no reforço de estruturas de betão.
Com efeito, devido à necessidade, cada vez maior, de reabilitar e reforçar estruturas de betão tornou-se imperativo que surgissem técnicas que recorram a materiais duráveis e de elevada resistência mecânica, que minimizem os efeitos em termos estéticos e que sejam de rápida e simples execução. Diversos estudos já realizadosdemonstram que a colagem de compósitos de CFRP em estruturas de betão é uma técnica de reforço eficaz e que garante os requisitos atrás referidos.