Assunto

Como lançar e analisar uma mão francesa através do Eberick?

Vídeo

Para visualizar o vídeo em tela cheia (Full Screeen) acesse o link direto: Lançamento de mão francesa

Artigo

Uma mão francesa é um elemento estrutural inclinado, conectado a um elemento estrutural horizontal (viga) e um elemento estrutural vertical (pilar) de tal modo que o conjunto formado por estes três elementos tenha forma triangular. Essa solução pode ser adotada, em alguns casos, em substituição ao uso de transições e/ou balanços em vigas.

mao_francesa_Eb01.gif

Figura 1 – Mão francesa

O elemento estrutural inclinado, visto na figura acima, deve ser lançado no Eberick como um pilar inclinado. O exemplo abaixo demonstra como é possível fazer o lançamento de uma mão francesa no Eberick.

Para realizar esse lançamento, é necessário possuir o módulo “Vigas e pilares inclinados”.

Exemplo

Como exemplo, analisaremos o lançamento da edificação vista na figura abaixo:

mao_francesa_Eb02.gif

Figura 2 – Pórtico 3D da estrutura

Para apoiar os elementos em balanço da sacada em destaque na imagem acima, será realizado o lançamento de mãos francesas por meio das seguintes etapas:

1) Lançamento dos pilares no topo da mão francesa

Inicialmente, deve-se abrir o croqui referente ao topo da mão francesa, que no caso deste exemplo é o croqui onde as lajes de sacada da estrutura foram lançadas:

mao_francesa_Eb03.gif

Figura 3 – Croqui de topo da mão francesa

Após isso, deve-se lançar as seções de topo dos pilares que constituirão a mão francesa por meio do comando “Elementos - Pilares – Adicionar”:

mao_francesa_Eb04.gif

Figura 4 – Lançamento dos pilares no croqui de topo da mão francesa

2) Cópia dos pilares lançados até a base da mão francesa

Após finalizar o lançamento dos pilares no pavimento superior, as seções devem ser copiadas até o pavimento de base da mão francesa. Assim, o programa interpretará que o pilar possui continuidade entre os pavimentos onde sua seção foi copiada.

Um pilar deve estar lançado em pelo menos dois níveis para que tenha continuidade.

Para copiar os pilares para os pavimentos inferiores deve-se executar o comando “Elementos – Pilares – Copiar para outros pavimentos”, selecionar os pilares que serão copiados e pressionar a tecla <ENTER>. Com isso, a janela “Copiar pilares” será exibida:

mao_francesa_Eb05.gif

Figura 5 – Janela “Copiar pilares”

Nessa janela devem ser selecionados apenas os pavimentos entre o topo e a base da mão francesa. No caso deste exemplo, foi selecionado um nível intermediário localizado entre o topo e a base da mão francesa e o pavimento “Baldrame”, no qual deve estar a base da mão francesa. Após selecionar os pavimentos de destino dos pilares deve-se, clicar no botão “OK” para confirmar a operação.

Seguindo estes passos os pilares lançados ficam representados da seguinte forma no Pórtico 3D da estrutura:

mao_francesa_Eb06.gif

Figura 6 – Pilares representados no Pórtico 3D da estrutura

Como visto na imagem acima, devemos ainda corrigir a prumada dos pilares para que eles fiquem inclinados, como na Figura 1 na qual é representada uma mão francesa.

3) Correção das prumadas dos pilares

Abrindo o croqui do pavimento de base da mão francesa, o Baldrame no caso deste exemplo, é possível observar que os pilares estão deslocados em relação a posição onde deveriam estar lançados:

mao_francesa_Eb07.gif

Figura 7 – Croqui do pavimento de base da mão francesa

Logo, os pilares devem ser movidos para as posições desejadas, o que pode ser feito através do comando “Manipular – Mover”. Fazendo isso, tem-se o seguinte lançamento:

mao_francesa_Eb08.gif

Figura 8 – Croqui do pavimento de base da mão francesa

O pilar que representa a mão francesa deve estar inteiramente contido dentro do pilar vertical da estrutura.

Após efetuar esta modificação o pórtico 3D da estrutura fica representado da seguinte forma:

mao_francesa_Eb09.gif

Figura 9 – Pórtico 3D da estrutura

Como visto, no Pórtico 3D ainda são necessários ajustes no lançamento dos pilares que representam a mão francesa. Para fazer isso deve-se modificar a verticalidade destes pilares no nível superior para “Inclinado” e por último alinhar estes pilares através do croqui do topo da mão francesa por meio do comando “Elementos – Pilares – Alinhar inclinados”.

Para ver em detalhes como funciona o comando “Alinhar inclinados” acesse o artigo Como alinhar pilares inclinados.

Alinhando os pilares a mão francesa passa a ser representada com sua forma ideal no pórtico 3D da estrutura:

mao_francesa_Eb10.gif

Figura 10 – Pórtico 3D da estrutura

Após corrigir a prumada dos pilares inclinados da mão francesa ainda falta conectar estes pilares com os pilares verticais da estrutura.

4) Conexão entre os pilares inclinados (mãos francesas) e os pilares verticais

Após definir o posicionamento dos pilares que representam as mãos francesas na estrutura, deve-se apoiá-los sobre os pilares verticais existentes. Para fazer isso é necessário abrir o croqui do pavimento de base das mãos francesas.

Com o croqui aberto, deve-se acessar o comando “Elementos – Pilares – Representar como nó” e selecionar cada um dos pilares inclinados que nascem no pavimento. Fazendo isso é exibida uma janela semelhante a vista abaixo:

mao_francesa_Eb11.gif

Figura 11 – Janela “Representar como nó”

Nesta janela o programa questiona se deve usar um dos pilares como apoio para o outro. Basta clicar em “Sim” e será criada uma barra rígida ligando estes dois elementos:

mao_francesa_Eb12.gif

Figura 12 – Barra rígida ligando os dois pilares

O comando “Elementos – Pilares – Representar como nó” deve ser feito para todos os pilares inclinados que se apoiam em outros pilares da estrutura.

Após estes procedimentos os pilares inclinados da estrutura passam a definir 4 mãos francesas no projeto. Porém, ainda são necessários ajustes relacionados a análise efetuada pelo programa.

Efetuando ajustes no modelo das mãos francesas

A análise efetuada no programa Eberick considera um painel de lajes como um diafragma rígido, fazendo com que todos os nós das vigas que estejam em uma região com lajes, tenham deslocamentos horizontais relativos nulos, ou seja, todos estes nós tem o mesmo deslocamento horizontal em relação a origem do sistema de eixos globais. Por consequência, os esforços horizontais nesse caso não são transmitidos para as vigas.

A hipótese de diafragma rígido é válida para estruturas usuais. Em casos nos quais possam ocorrer cargas horizontais elevadas em algum ponto do pavimento, cabe ao usuário verificar se a laje pode efetivamente absorver esses esforços e fazer as alterações cabíveis no dimensionamento e detalhamento dos elementos, se isto for necessário.

Como podemos ver no esquema abaixo, para equilibrar o nó de ligação entre a viga e a mão francesa com relação à carga P, são gerados esforços normais na mão francesa (N1) e na viga ligada à ela (N2).

mao_francesa_Eb13.gif

Figura 13– Carga "P" e esforços normais N1 e N2

Para se obter os esforços horizontais de tração e compressão em vigas nesses casos, é necessário criar uma cópia do arquivo de projeto em análise, retirando-se as lajes no entorno da mão francesa e incluindo o carregamento destas lajes nas vigas, reprocessando a estrutura.

Nesse caso devem existir duas cópias do mesmo projeto. Uma cópia com as lajes ligadas às mãos francesas lançadas, com a finalidade de apenas detalhar estas lajes e outra cópia sem estas lajes, com a finalidade de detalhar todos os demais elementos da estrutura.

No exemplo em análise, as lajes da sacada que apoiavam-se nas vigas conectadas as mãos francesas foram excluídas, sendo adicionado o carregamento que cada uma das lajes efetuava sobre as vigas:

mao_francesa_Eb14.gif

Figura 14 – Exclusão das lajes da sacada

Para mais informações sobre o processo de obtenção dos carregamentos das lajes de sacada sobre as vigas e como lançar estes carregamentos sobre elas após excluir as lajes recomenda-se a leitura do Tutorial Vigas e Pilares inclinados.

Analisando os esforços axiais do pórtico unifilar da estrutura após a exclusão das lajes note que as vigas ligadas nas mãos francesas passaram a ser solicitadas por esforços de tração, o que está de acordo com o esperado para uma mão francesa:

mao_francesa_Eb15.gif

Figura 15 – Esforços axiais em vigas ligadas a mãos francesas

Para mais informações sobre como manipular o pórtico unifilar de uma estrutura, recomenda-se a leitura do artigo Como utilizar as ferramentas do pórtico unifilar na análise de estruturas? (Parte 1).

Observação com relação ao detalhamento de mãos francesas

Existem diversos modelos de mãos francesas e cada um possui um arranjo de armadura diferente. O usuário deve utilizar os dados de dimensionamento e o detalhamento apenas como base para o seu resultado final, verificando a necessidade de ajustes no detalhamento gerado pelo programa.

Para saber mais sobre mãos francesas recomenda-se a leitura do Tutorial Vigas e Pilares inclinados.

tag(s): Lançamento, Mão Francesa