Dinleme Eğitiminin Aşamaları

Das considerações anteriores, depreende-se que a principal discussão acerca da concepção do modelo estrutural está no que se refere à consideração do monolitismo da estrutura de concreto armado moldada “in-loco”. Ao se imaginar que existe o

monolitismo, seria de se esperar que a análise da estrutura seja feita como um todo.

Contudo no sistema tradicional de ensino é em geral feita a subdivisão da estrutura de uma edificação, em diversos subsistemas ou elementos. Isso se dá para simplificar os procedimentos de cálculo e são considerados isolados os elementos que compõem a estrutura, qual sejam: laje, viga e pilar. Esse modelo tradicional que vem sendo utilizado ao longo dos anos nas instituições de ensino de engenharia mostra-se afastado de um comportamento real da estrutura.

Neste sentido, um avanço em relação à idéia anterior é imaginar que a edificação possa ser analisada para fins estruturais inicialmente através do estudo do seu pavimento,

pilar para a interação entre ações laterais (vento em geral) e as ações verticais.

Dessa forma deseja-se que o aluno consiga visualizar a estrutura, tomando a edificação de múltiplos pavimentos como exemplo, inicialmente como um todo, mesmo que seja necessário separar o pavimento da estrutura toda em um primeiro momento. Vencida a etapa de estabilidade da estrutura como um todo (estabilidade global) é preciso analisar os diversos subsistemas que constituem o pavimento, tais como laje-viga e viga-pilar.

Esta idéia está implícita na NBR 6118:2003 quando se analisa a estabilidade de uma estrutura, como também é mostrado por Carvalho e Pinheiro (2009). De acordo com essa norma, as estruturas de concreto devem ser projetadas, construídas e utilizadas de modo que sob as condições ambientais previstas e respeitadas às condições de manutenção preventiva especificadas no projeto, conservem sua segurança, estabilidade, aptidão em serviço e aparência aceitável, durante um período pré-fixado de tempo, sem exigir medidas extras de manutenção e reparo.

As deformações existentes nas estruturas permitem calcular os efeitos de segunda ordem que de acordo com o item 15.3.1 da NBR 6118:2003 podem ser divididos em efeitos globais, locais e localizados de segunda ordem.

Sob a ação das cargas verticais e principalmente das horizontais, os nós da estrutura deslocam-se horizontalmente. Os esforços de segunda ordem decorrentes desses deslocamentos são chamados efeitos globais de 2ª ordem. Nas barras da estrutura, os respectivos eixos não se mantêm retilíneos, surgindo aí efeitos locais de 2ª ordem que, em princípio, afetam principalmente os esforços solicitantes ao longo delas. Em pilares parede (simples ou compostos) pode-se ter uma região que apresenta não retilineidade maior do que a do pilar como um todo. Nestas regiões surgem efeitos de 2ª ordem maiores, chamados de efeito de 2ª ordem localizados. O efeito de 2ª ordem localizado além de aumentar nesta região a flexão no sentido longitudinal, aumenta também a

flexão no sentido transversal da estrutura, havendo a necessidade de aumentar os estribos nestas regiões.

Na figura 2-4 estão representadas as possibilidades de instabilidade que podem ser causadas por cada uma das duas primeiras situações.

h

b

h

b

b

h

Figura 2-4 - Esquema estrutural de prédio alto 1) perspectiva esquemática; 2) estrutura verticalmente indeformada; 3) edificação sujeita a instabilidade global; 4) instabilidade local de pilares centrais

inferiores- (adaptado em Carvalho e Miranda - 2009)

As três situações descritas anteriormente devem ser verificadas, preferencialmente considerando-se a não linearidade geométrica e física do material e o comportamento tridimensional da estrutura. É fácil perceber a dificuldade na realização de uma análise desse tipo, e assim é comum separar os problemas e verificar inicialmente a estabilidade global, a local e, finalmente, a localizada. Na sequência será estudada apenas a estabilidade global da estrutura.

Assim, como a NBR 6118:2003 preconiza o estudo da estabilidade como global e local, pode-se também pensar na análise de uma estrutura (determinação de esforços e deslocamentos) como sendo uma análise global (a estrutura funcionando como um todo) e análise local (cada elemento analisado isoladamente).

Para entender como pode ser feita esta análise global e localizada pode-se usar um caso de uma estrutura simples, (como já mostrado anteriormente nas figuras 2.2 e

uma garagem com laje maciça, vigas pilares, blocos e estaca. A análise local seria aquela descrita anteriormente e mostrada na figura 2.3. A mesma estrutura com o advento dos microcomputadores e dos programas de cálculo estrutural pode ser estudada de forma global, sem o uso da subdivisão da estrutura. Assim, a estrutura da figura 2.4 (similar a da figura 2.2) pode ser analisada como mostra a figura 2-5, apresentada a seguir.

2-5 - Perspectiva esquemática de uma estrutura de concreto com laje maciça, viga, pilares blocos e estacas (adaptada de CARVALHO E FIGUEIREDO -2007)

Nota-se que diferentemente que foi feito em relação a figura 2.3, pelo menos o pavimento é tratado como um todo. Assim, em uma análise global a estrutura é calculada como um todo de forma tri-dimensional considerando pilares, vigas e laje (através de uma grelha) com um único modelo. De uma segunda maneira as lajes e viga são tratadas como uma grelha plana e com os esforços desta transferidos para um pórtico tridimensional.

Estrutura com laje V2 1 V 3 P P2 1 P Laje P1 2 P P3 V1 2 V

Estrutura tridemensional com grelha reperesentando

V2 1 V P1 2 P P3 V1 V2 portico tri-dimensional 1 P P2 3 P

recebe ação da grelha a laje

grelha e pórtico tri-dimensional

Estrutura única Estrutura subdividida em duas

Figura 2-6- Perspectiva esquemática da estrutura de concreto da figura 4 calculada agora de uma só vez com uma grelha equivalente e pórtico tridimensional e subdividida em grelha e pórtico espacial -

(adaptada de CARVALHO E FIGUEIREDO - 2007)

Na primeira solução (estrutura tridimensional), o número de equações é muito grande e, por isso, os programas comerciais de estruturas de concreto preferem a segunda solução (grelha e pórtico tridimensional). Em ambas as soluções o aspecto global está sendo considerando, pois não se subdividiu a mesma em lajes, pilares vigas etc. Mesmo na segunda situação quando se subdivide em pavimento e pórtico, o aspecto global não foi perdido.