Aplica-se às versões: EBv5, EBv5Gold, EBv6, EBv6 Gold, EBv7, EBv7Gold

Assunto

Faz uma abordagem qualitativa acerca do comportamento estrutural de vigas analisadas em um modelo de pórtico, destacando as situações nas quais um pilar pode não se comportar como um apoio para uma viga, sendo representado como uma carga concentrada aplicada sobre ela.

Artigo

É uma dúvida comum, ao se analisar os resultados das vigas, qual o real significado dos valores na coluna "Vínculo" ("apoio", "livre" ou "engaste"). Pode-se confundir essas indicações feitas pelo Eberick V5 com o esquema estático de uma viga independente. Desta forma, pode-se pensar que uma viga de um único tramo, ligada a dois pilares, deveria apresentar dois vínculos "apoio" e o diagrama de uma viga biapoiada, o que não é verdade. A ligação entre as vigas e os pilares é representada pelo programa em um modelo de pórtico espacial, gerando um engastamento parcial, proporcional às rigidezes relativas e comportando-se de forma intermediária entre um apoio e um engaste.

A informação na coluna "Vínculo" indicada no Eberick V5 é apenas qualitativa. É necessário avaliar os diagramas de esforços internos (cortante e fletor). Com base nestes diagramas, o programa analisa qual tipo de vínculo estaria mais próximo da condição existente, mas apenas para servir de auxílio à interpretação. O Eberick faz o dimensionamento e detalhamento pelos esforços resultantes da análise e não pelo que está escrito como vínculo.

Exceto na versão do Eberick V5, nas demais versões de que trata esse artigo, a informação na coluna Vínculo foi retirada, uma vez que o dimensionamento feito pelo programa sempre foi  baseado nos esforços resultantes da análise. A  definição da coluna Vínculo presente apenas no Eberick V5 faz apenas uma abordagem qualitativa da análise, não apresentando necessariamente a análise final dos esforços, que deve ser feita diretamente pelo diagrama de cortantes e momentos fleltores da viga.

Para analisar os resultados apresentados pelo Eberick, deve-se ter em mente que o modelo de cálculo utilizado é o de pórtico espacial,  mais realista que o modelo tradicional de "viga sobre viga". O conceito de "deveria apoiar-se" nada passa de uma simplificação, comum na época em que não se dispunham de computadores, na qual o projetista avaliava qual elemento era "mais rígido" e dizia quem "apoiava" em quem. Na verdade, a estrutura é um todo monolítico e não existe uma condição de apoio absoluta. Mesmo que um elemento seja mais rígido, não o é de forma infinita. Portanto, a condição de apoio é apenas parcial.

Outra questão que faz variar o comportamento de uma viga inserida em uma estrutura, em relação à mesma viga caso ela fosse calculada de forma independente, é o deslocamento vertical de seus apoios. Mesmo um apoio em pilar sofre deslocamento, causado pela compressibilidade do pilar ou, principalmente, se este pilar apoiar-se sobre uma viga de transição ao invés de uma fundação. Ao se analisar  uma viga isolada, considerando tais recalques de apoio (o que pode ser feito manualmente) já forneceria resultados mais próximos aos do pórtico espacial.

No Eberick V5, uma viga que apresente reação de apoio negativa para um pilar terá esse vínculo indicado como "livre".

Algumas situações que podem gerar reações negativas são mostradas a seguir.


Pilares nascendo em vigas de transição

No modelo de cálculo por Pórtico Espacial, um dos modelos utilizados pelo Eberick, as deformações ocorridas nos pavimentos inferiores influenciam o cálculo dos pavimentos adjacentes. O exemplo mais claro deste efeito ocorre nas vigas de transição, pois o fato destas não possuírem rigidez infinita faz com que ocorra algo semelhante a um recalque de apoio nos pavimentos superiores, alterando a distribuição de esforços nas vigas.

A deformação de uma viga de transição pode ter valor maior que das vigas dos pavimentos superiores que deveriam estar apoiadas ao pilar nascendo, causando nestas o vínculo "livre" no qual  poderia ser "apoio". Isto gera uma situação de tirante para o pilar, pois tende a ancorar a viga de transição, causando uma reação de apoio nesta e ser ancorado pelas vigas superiores, ocasionando  uma carga vertical às vigas (figura 2).

Os esforços gerados nas vigas podem ser visualizados nos seguintes exemplos:

Carga_negativa_em_pilares(a)_eb

Figura 1 -  Viga de transição rígida

 

Carga_negativa_em_pilares(b)_eb.

Figura 2 - Viga superior rígida


Diferenças significativas entre vãos adjacentes

Quando uma viga possui um vão de grande extensão adjacente a um de menor extensão (ou, em alguns casos, um vão com grande carregamento adjacente a um de carregamento bem menor), a distribuição de esforços pode gerar uma reação negativa no apoio extremo do vão menor.

Uma grande diferença entre vãos adjacentes pode ocasionar um "efeito alavanca" na viga, gerando um deslocamento  positivo no vão menor, tendendo a tracionar o pilar extremo e gerar cargas negativas no mesmo. Tal comportamento também se encontra em vigas analisadas de forma isolada.

A figura a seguir exemplifica a situação em questão:

Carga_negativa_em_pilares(c)_eb

Figura 3 - Deslocamentos da viga

 

Diferenças de deformações entre pilares adjacentes vinculados a uma viga de grande rigidez

Pilares adjacentes podem ter deformações axiais diferentes, de acordo com a rigidez e a carga vertical de cada elemento. A diferença de deslocamentos verticais entre um e outro apoio gera, na viga, o mesmo efeito de um recalque de apoio, podendo variar completamente seus esforços. Quando a viga possui grande rigidez (ou os deslocamentos verticais sejam muito elevados), os pilares podem até sofrer esforços de tração, pois esta viga tende a apoiar-se somente nos pilares de menores deformações, ancorando o pilar com maior deformação.

Um exemplo típico no qual  pode ocorrer esta situação é no lançamento de vigas simulando as paredes de um reservatório, para obtenção do peso próprio correto na estrutura.

Carga_negativa_em_pilares(d)_eb

Figura 4 - Pórtico 3D do reservatório

Carga_negativa_em_pilares(e)_eb

Figura 5 - Deslocamentos dos pilares do reservatório

Conforme pode ser observado, a deformação axial do P2 é maior que a dos pilares adjacentes, P1 e P3. Portanto, como a viga é rígida o suficiente para não acompanhar esta diferença de deslocamento, acaba ancorando o pilar, gerando, no diagrama de carregamento da mesma, uma carga concentrada aplicada pelo pilar.

Carga_negativa_em_pilares(f)_eb

Figura 6 - Carregamento da viga rígida

Na prática, esses efeitos gerados por deformações axiais, são amenizados (mas não eliminados) pelo processo construtivo, no qual os pavimentos inferiores já sofreram parte dos deslocamentos quando o superior for concretado. A fim de reproduzir o efeito construtivo pode-se utilizar a configuração Aumento na rigidez axial.

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