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Como identificar problemas na concepção de uma estrutura através dos resultados do pórtico unifilar? 

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Artigo 

No artigo Como utilizar as ferramentas do Pórtico unifilar para a análise de estruturas? (Parte 1) é indicado como utilizar as ferramentas de visualização do Pórtico unifilar. Neste artigo será demonstrado como identificar erros de concepção através de um exemplo, visto na figura abaixo:

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Figura 1 – Pórtico 3D da estrutura 

Segundo Libânio M. Pinheiro (2003) a concepção de uma estrutura pode ser definida como:

“A concepção estrutural, ou simplesmente estruturação, também chamada de lançamento da estrutura, consiste em escolher um sistema estrutural que constitua a parte resistente do edifício.

Essa etapa, uma das mais importantes no projeto estrutural, implica em escolher os elementos a serem utilizados e definir suas posições, de modo a formar um sistema estrutural eficiente, capaz de absorver os esforços oriundos das ações atuantes e transmiti-los ao solo de fundação.

A solução estrutural adotada no projeto deve atender aos requisitos de qualidade estabelecidos nas normas técnicas, relativos à capacidade resistente, ao desempenho em serviço e à durabilidade da estrutura.” 

O principal modo de identificar problemas na concepção em uma estrutura é observando os deslocamentos que ocorrem no pórtico. 

Visualizando os deslocamentos da estrutura deste exemplo através do pórtico unifilar é possível identificar quais são as regiões menos rígidas. Conforme visto na figura abaixo, as regiões menos rígidas estão próximas às vigas V7 (Cobertura) e V7 (Térreo): 

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Figura 2 – Pórtico unifilar da estrutura – Modelo “Elástico – Deslocamentos” 

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Figura 3 – Croqui do pavimento “Térreo” 

A rigidez de um elemento estrutural é inversamente proporcional ao seu deslocamento. Isso significa que quanto maior for o deslocamento menor será a rigidez do elemento. Consequentemente elementos com pouca rigidez podem ter erros de dimensionamento e/ou podem não atender às condições de serviço da estrutura. 

Analisando o dimensionamento das vigas no pavimento “Térreo” note que todas as vigas que apresentam erros de dimensionamento estão associadas à viga V7: 

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Figura 4 – Vigas do pavimento Térreo 

Analisando os momentos fletores da estrutura através do pórtico unifilar vê-se que as vigas V7 (Térreo e Cobertura) e os pilares ligados a elas são os elementos mais solicitados da estrutura: 

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Figura 5 – Momentos fletores do pórtico 

O momento fletor máximo no pórtico é de aproximadamente 22000 kgfm. 

Analisando o dimensionamento das lajes no pavimento “Térreo” note que a maior parte das lajes associadas à viga V7 também tem erros de dimensionamento: 

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Figura 6 – Lajes do pavimento Térreo 

Como visto, os resultados de dimensionamento comprovaram a análise feita através do pórtico unifilar, ou seja, há um problema de concepção na estrutura que leva a deslocamentos elevados (não atendimento da condição de serviço) e erros de dimensionamento nos elementos ligados à viga V7 (Térreo). A mesma conclusão pode ser usada para os elementos ligados à viga V7 (Cobertura). 

Para corrigir essa situação é necessário reduzir os deslocamentos das vigas V7 (Térreo e Cobertura). Uma forma de fazer isso seria através do lançamento de um pilar de apoio para estas vigas e aumentando a seção delas de 15x40 para 15x50: 

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Figura 7 – Momentos fletores da viga V7 (Térreo) 

Após essa modificação o deslocamento máximo no pórtico unifilar reduziu de 4.81cm para 1.09cm: 

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Figura 8 – Pórtico unifilar da estrutura – Modelo “Elástico – Deslocamentos” 

Analisando o dimensionamento das vigas no pavimento “Térreo” note que todas as vigas que apresentavam erros de dimensionamento agora passaram a ser dimensionadas corretamente: 

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Figura 9 – Vigas do pavimento Térreo 

Analisando os momentos fletores da estrutura através do pórtico unifilar vê-se que as vigas V7 (Térreo e Cobertura) e os pilares ligados a elas tiveram seus momentos solicitantes reduzidos: 

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Figura 10 – Momentos fletores do pórtico 

O momento fletor máximo no pórtico reduziu de aproximadamente 22000 kgfm para aproximadamente 11000kgfm. 

Analisando o dimensionamento das lajes no pavimento “Térreo” note que todas as lajes do pavimento puderam ser dimensionadas corretamente: 

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Figura 11 – Lajes do pavimento Térreo 

Como visto através deste exemplo, com as ferramentas do pórtico unifilar é possível identificar possíveis erros na concepção de uma estrutura. É recomendável que antes mesmo de avaliar o dimensionamento dos elementos que compõe um projeto se avaliem os deslocamentos obtidos, através dos quais pode-se verificar quais são as regiões menos rígidas da estrutura e vislumbrar possíveis soluções através das quais a concepção pode ser melhorada.

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