Podemos definir o projeto estrutural de uma edificação como o processo de conceber, distribuir, interligar, analisar, dimensionar e proporcionar os elementos de um sistema estrutural destinado a suportar com segurança (resistência e estabilidade) um determinado conjunto de cargas sem exceder limites dos materiais empregados. Ele é constituído, de uma maneira geral, das seguintes etapas:
- Concepção Estrutural;
- Análise Estrutural;
- Síntese Estrutural;
- Dimensionamento e Detalhamento;
- Desenho.
Princípios Gerais do Projeto Estrutural
Pode-se estabelecer alguns princípios gerais que norteiam o projeto estrutural. Afirmações que são referências para a metodologia de projeto.
Pode-se estabelecer alguns princípios gerais que norteiam o projeto estrutural. Afirmações que são referências para a metodologia de projeto.
- A edificação compõe-se de partes resistentes e não resistentes. Ao conjunto das partes resistentes dá-se o nome de estrutura.
- A estrutura garante a segurança contra os estados limites. Estes podem ser: estado limite de ruína (ruptura do concreto, deformação plástica excessiva do aço ou instabilidade global da estrutura) ou estado limite de utilização (fissuração, deformação ou vibração excessivas).
- É imprescindível o conhecimento do comportamento das peças estruturais para que seja feita o projeto estrutural;
- A cada tipo de peça estrutural correspondem métodos de cálculo, métodos construtivos, implicações econômicas, funcionais e estéticas que devem ser levadas em consideração.
Concepção Estrutural
O ponto de partida do projeto estrutural de uma construção consiste na idealização de um arranjo estrutural (arranjo adequado dos vários elementos), com o qual se pretende que todas as partes da construção possam ter a sua resistência assegurada e esta atenda às suas finalidades. Estabelecer um arranjo estrutural adequado consiste em obedecer simultaneamente, sempre que possível, aos aspectos de segurança, economia (custo e durabilidade) e os definidos pelo projeto arquitetônico (estética e funcionalidade).
Para a idealização desse arranjo estrutural é necessário conhecer o comportamento de cada uma das partes da estrutura a ser projetada. Esta fase de concepção estrutural também pode ser dividida em duas etapas: Análise Inicial do Projeto Análise Inicial do Projeto Arquitetônico, e Ante Arquitetônico Ante-Projeto Estrutural Projeto Estrutural Projeto Estrutural.
A etapa da análise do projeto arquitetônico é importante para se entender o que se deseja obter da construção. A concepção geral de um edifício no espaço é determinada através do projeto arquitetônico. Nesta análise também deve-se efetuar uma verificação das distâncias cotadas nas plantas, cortes e vistas, evitando assim a propagação de possíveis erros existentes, o que comprometeria o projeto do edifício. O Ante-Projeto Estrutural é a concepção estrutural propriamente dita, onde modula-se a arquitetura idealizada e define-se a forma da estrutura.
Diretrizes Gerais da Concepção Estrutural
A concepção estrutural deve obedecer às seguintes diretrizes gerais:
A etapa da análise do projeto arquitetônico é importante para se entender o que se deseja obter da construção. A concepção geral de um edifício no espaço é determinada através do projeto arquitetônico. Nesta análise também deve-se efetuar uma verificação das distâncias cotadas nas plantas, cortes e vistas, evitando assim a propagação de possíveis erros existentes, o que comprometeria o projeto do edifício. O Ante-Projeto Estrutural é a concepção estrutural propriamente dita, onde modula-se a arquitetura idealizada e define-se a forma da estrutura.
Diretrizes Gerais da Concepção Estrutural
A concepção estrutural deve obedecer às seguintes diretrizes gerais:
1) atender às condições estéticas definidas no projeto arquitetônico.
- vigas e pilares embutidos na alvenaria;
- evitar pilares e vigas em meio de vãos abertos, ou usá-los de forma racional;
- evitar excesso de vigas aparentes.
2) compatibilizar o projeto de estruturas com os projetos complementares (hidráulica, elétrica, sanitário, pluvial, incêndio, gás, ar-refrigerado, ar-comprimido, etc.) Exemplos:
- evitar as utilidades (dutos e tubulações) vazarem vigas (principalmente os dutos de ar-condicionado por serem maiores);
- reforçar os elementos estruturais em casos de grandes orifícios para a passagem de tubulações;
- em caso de lajes nervuradas, as locações das tubulações não devem coincidir com as nervuras;
- o pé-esquerdo do pavimento deve contemplar a altura da viga + altura dos dutos e utilidades + altura do forro falso;
3) o posicionamento dos elementos estruturais deve ser feito com base no comportamento primário dos mesmos. laje viga pilar fundação;
4) a transferência de cargas deve ser a mais direta possível. Quanto mais direta for esta transmissão de cargas, menor a dimensão das peças estruturais, mais simples e barata a estrutura. Desta forma: evitar viga importante apoiando em outras vigas (apoios indiretos); evitar vigas de transição (viga que suporta pilar).
5) os elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis quanto à geometria e quanto às solicitações. Modular a estrutura e as seções das peças estruturais resulta em maior estética e economia. Exemplos:
4) a transferência de cargas deve ser a mais direta possível. Quanto mais direta for esta transmissão de cargas, menor a dimensão das peças estruturais, mais simples e barata a estrutura. Desta forma: evitar viga importante apoiando em outras vigas (apoios indiretos); evitar vigas de transição (viga que suporta pilar).
5) os elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis quanto à geometria e quanto às solicitações. Modular a estrutura e as seções das peças estruturais resulta em maior estética e economia. Exemplos:
- vigas com vãos comparáveis entre si;
- elementos estruturais devem ser figuras geométricas regulares e o mais simples possível;
6) as dimensões contínuas da estrutura em planta devem ser limitadas a 30 m. Caso se tenha comprimentos maiores, prever juntas de dilatação. Tudo isto é para minimizar os efeitos da variação de temperatura e da retração sobre a estrutura.
7) em função do efeito do vento e, conseqüentemente, das solicitações no plano vertical, devem existir “pórticos planos” ortogonais entre si que apresentem resistência e rigidez adequadas. São medidas recomendáveis:
7) em função do efeito do vento e, conseqüentemente, das solicitações no plano vertical, devem existir “pórticos planos” ortogonais entre si que apresentem resistência e rigidez adequadas. São medidas recomendáveis:
- orientar criteriosamente os pilares em relação a sua maior direção;
- estabelecer um certo alinhamento entre eles;
- prever outras estruturas de contraventamento, como poço de elevador e caixa de escadas maciças.
8) verificar se a locação dos pilares não interfere no trânsito e no estacionamento dos automóveis na garagem. Quanto melhor a localização dos pilares, maior o nº de vagas e melhor o aproveitamento do terreno.
9) evitar pilares em limites do terreno para que não seja necessário lançar mão de fundações excêntricas. Pode-se ter problemas de escavação com as áreas vizinhas, além de um maior custo e dificuldade de execução.
10) balanços na estrutura pressupõe a existência de uma estrutura adequada, geralmente mais robusta que a usual, que os suporte. Os trechos em balanços devem resistir aos esforços e minimizar as deformações. De modo geral, deve-se ser cuidadoso em:
9) evitar pilares em limites do terreno para que não seja necessário lançar mão de fundações excêntricas. Pode-se ter problemas de escavação com as áreas vizinhas, além de um maior custo e dificuldade de execução.
10) balanços na estrutura pressupõe a existência de uma estrutura adequada, geralmente mais robusta que a usual, que os suporte. Os trechos em balanços devem resistir aos esforços e minimizar as deformações. De modo geral, deve-se ser cuidadoso em:
- balanços de dimensões relativamente grandes;
- janelas em cantos de parede;
11) prever dimensões maiores para os pilares com pé- direito duplo, triplo ou maiores.