Conhecimentos sobre os fenômenos estruturais, as propriedades físicas do aço, além das possibilidades de concepção são determinantes para obtenção de estruturas de aço estáveis de custo competitivo
Pelo mundo afora e também no Brasil, o aço é um material largamente utilizado na construção de edifícios multipavimentos. Os motivos para isso estão na combinação de vantagens como maior velocidade de construção e de retorno dos investimentos, elevada resistência, segurança, esbeltez de elementos estruturais e precisão na execução.
Projetos bem concebidos e que compatibilizem as diversas disciplinas, como arquitetura, estrutura, vedações e instalações, são determinantes para o sucesso técnico e econômico dessas edificações. No caso específico dos prédios em aço, a concepção da estrutura influência sobremaneira a obtenção de construções mais eficientes, de melhor qualidade e com custos mais competitivos.
Quando possível, projetar estruturas que obedeçam a modulações de múltiplos e submúltiplos das medidas utilizadas pela indústria para fornecimento dos perfis de aço é uma das estratégias recomendadas para se obter maior racionalização. A padronização das peças também é um conceito muito importante, já que a repetitividade, via de regra, otimiza o processo de construção em aço.
Outra ação fundamental é que sempre agrega bons resultados é a analise global da estrutura. Afinal, não necessariamente uma estrutura em que o peso é menor será a mais econômica, explica o professor e projetista de estruturas Yopanan Rebello. "O custo de uma estrutura advém da soma dos custos de todos os seus componentes, como lajes, vigas e pilares. Por isso, é importante que a estrutura seja vista como um todo", afirma ele.
Contraventamento e análise do modelo
Sobretudo por causa da elevada resistência do aço e da consequente possibilidade de emprego de peças estruturais de seções esbeltas, a flambagem e a deslocabilidade são fenômenos importantes e que devem ser considerados por arquitetos e projetistas de estruturas no momento de realização de seus projetos.
Uma particularidade das estruturas de aço é a necessidade de contraventamento, solução estrutura que permite as edificações resistirem a esforços laterais de ventos. Quando se projeta uma estrutura, as maiores cargas são as verticais, de peso próprio e sobrecargas de utilização como mobiliário, pessoas e equipamentos. Contudo, em edificações altas ou construídas com elementos estruturais esbeltos, caso das estruturas de aço, os efeitos de vento ou de outras cargas horizontais eventuais tornam-se consideráveis.
Existem diversas e eficazes maneiras de se contraventar uma estrutura de aço, inclusive tirando partido estético disso. É possível, por exemplo, utilizar barras ou cabos de aço que interligam os nós do reticulado de pilares e vigas.
Durante a concepção do projeto, é extremamente recomendável que sejam verificadas a estabilidade global da estrutura, as deformações verticais e horizontais, e a estabilidade local nos pilares. Tal cuidado é necessário para evitar alterações posteriores na geometria, comprometendo os demais projetos e as estimativas de custo do empreendimento.
Diferentes soluções estruturais
Além do contraventamento, há outras maneiras eficazes para se chegar a uma estrutura estável. A concepção de pórticos rígidos, por exemplo, permite deixar livres para a utilização todos os vãos entre colunas, favorecendo a flexibilidade de layout. Por outro lado, essa solução demanda ligações engastadas vigas-colunas de execução mais elaborada.
Paredes de cisalhamento também podem ser usadas para garantir estabilidade estrutural a um edifício com estrutura de aço. Nesse caso a rigidez horizontal da estrutura é conseguida através de paredes de concreto armado ou alvenaria estrutural, construídas nos vãos entre vigas e colunas, em cada andar. Esse sistema conduz a uma estrutura final leve, contudo pode gerar alguma perda de flexibilidade de circulação interna e de recursos arquitetônicos nas fachadas.
Uma estratégia usual para conferir estabilidade horizontal à estrutura é a introdução de um núcleo central de concreto, que pode ser utilizado também para abrigar elevadores e escadas. Essa solução, muito empregada em edifícios comerciais, mostra-se especialmente conveniente quando a presença do núcleo é necessária por questões de segurança contra incêndios.
Outra possibilidade que pode ser explorada pelos projetistas é a estrutura tubular, que tem esse nome porque se comporta como se fosse um único e enorme tubo, indicada para edifícios de altura elevada. Nesse caso, os pórticos ou contraventamentos são trazidos para as faces externas do edifício ao longo de toda a altura e todo o perímetro, obtendo-se, na forma final, um grande tubo reticulado altamente resistente aos efeitos de flexão e torção.
Fonte: FEITEP
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