Por fim, realizados os cálculos estruturais da escada autoportante, realizou- se a representação gráfica a partir dos resultados obtidos para cada método, desenvolvendo-se a planta da escada e também o detalhamento de sua armadura em corte.
Figura 27 – Planta da escada.
Fonte: Autoria Própria.
Na Figura 27 foi representada a planta da escada autoportante projetada. A dimensão da largura dos lances e do patamar foi de 1,90 metros, a escada sendo composta por vinte degraus com piso do degrau de 29 centímetros.
Na imagem pode-se notar o vão livre deixado entre a escada e as laterais da edificação, paredes e janela envidraçada, o que possibilita que a escada esteja no espaço, ou seja, sem apoios no decorrer de seus lances e patamar, o que a caracteriza como autoportante.
Para a montagem das armaduras, primeiramente pelo método de Brazão Farinha, utilizando a tabela no Anexo C, referente ao comprimento de ancoragem, considerando concreto C25, boa aderência e com utilização de ganchos, obteve-se os seguintes comprimentos de ancoragem, para as respectivas barras escolhidas:
Tabela 4 – Comprimento de ancoragem pelo método de Brazão Farinha
Concreto C25
Barra ¤ (mm) Comp. de Ancoragem (cm)
20 53
16 42
Fonte: Autoria própria.
Considerando tais comprimentos de ancoragem e respeitando em cada extremidade o cobrimento da armadura de 2,5 centímetros, dispôs-se a armadura nos lances superior e inferior da escada conforme imagens a seguir.
Figura 28 – Armaduras lance superior – Método de Brazão Farinha.
Figura 29 – Armaduras lance inferior – Método de Brazão Farinha.
Fonte: Autoria Própria.
Em sequência, para a montagem das armaduras utilizando a tabela no Anexo C, para concreto C30, concreto utilizado no dimensionamento da armadura pelo método de Cusens e Kuang, com boa aderência e com utilização de ganchos, obteve-se os seguintes comprimentos de ancoragem, para as respectivas barras escolhidas:
Tabela 5 – Comprimento de ancoragem pelo método de Cusens e Kuang
Concreto C30
Barra ¤ (mm) Comp. de Ancoragem
(cm)
20 47
12,5 29
10 23
A partir destes comprimentos e respeitando o cobrimento da armadura de 2,5 centímetros, dispôs-se a armadura.
Figura 30 – Armaduras lance superior – Método de Cusens e Kuang.
Figura 31 – Armaduras lance inferior – Método de Cusens e Kuang.
Fonte: Autoria Própria.
A partir dos resultados obtidos de esforços e armadura concluiu-se que os resultados obtidos com os métodos foram semelhantes.
Estes apresentaram algumas diferenças em sua análise estrutural, como o fato de que no método de Cusens e Kuang foram dimensionados três momentos fletores no patamar, e no de Brazão Farinha apenas dois.
No entanto, mesmo o método de Brazão Farinha calculando armaduras apenas a partir de dois momentos fletores, a armadura que se referiria ao momento Mt do método de Cusens e Kuang, ou seja, ao terceiro momento dimensionado por Cusens e Kuang, é suprida em vista do fato de que o autor propõe a disposição da armadura longitudinal dimensionada para lance seguindo ao redor do patamar, suprindo os esforços atuantes, conforme Figura 28 e Figura 29. Nota-se a armadura inferior do lance envolvendo o patamar.
Outra distinção é no cálculo da armadura de torção, onde foram obtidos valores superiores a partir do método de Brazão Farinha.
Contudo, notou-se uma compensação nas distinções observadas. Enquanto no método de Brazão Farinha obteve-se uma escada com maior número e espessura de estribos, porém, com uma menor armadura de flexão no patamar, no método de Cusens e Kuang obteve-se uma escada mais armada no patamar, porém, com menor armadura para estribos.
Dessa forma, constatou-se uma semelhança ao longo do desenvolvimento dos cálculos, assim como nos resultados obtidos com ambos os métodos.
5 CONCLUSÃO
Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma base de conhecimento acerca da análise estrutural de escadas autoportantes, assim como, dimensionar uma escada autoportante em concreto armado.
Ao longo da pesquisa, analisou-se os métodos de Brazão Farinha, Cusens e Kuang, e Guerrin e Lavaur. Os sistemas estruturais de Brazão Farinha e Cusens e Kuang utilizavam de uma estrutura engastada nos apoios para desenvolver suas propostas de cálculo, propostas distintas da análise de Guerrin e Lavaur, a qual apresentou seu sistema estrutural com base em uma estrutura articulada em seus apoios.
Desta forma, seguiu-se para o dimensionamento da escada autoportante em concreto armado a partir das perspectivas apenas de Brazão Farinha e Cusens e Kuang.
Os resultados obtidos com ambos os métodos foram semelhantes, porém, apresentaram diferenças em sua análise estrutural, visto que pelo método de Cusens e Kuang o patamar é dimensionado a partir de três momentos fletores, e a partir do método de Brazão Farinha apenas por dois.
Enquanto a partir do método de Brazão Farinha obteve-se uma escada com maior número e espessura de estribos, porém com menor armadura de flexão em seu patamar, no dimensionamento por Cusens e Kuang obteve-se uma escada mais armada em seu patamar, porém, com o cálculo da torção resultando em uma menor armadura para estribos.
Desta forma, o trabalho apresentou um levantamento de métodos para cálculo de escadas autoportantes e a análise da aplicabilidade de cada um deles, além de desenvolver uma base de conhecimento a respeito do tema.
5.1 Sugestões para Futuros Estudos
Para futuros estudos a respeito do tema, sugere-se as seguintes questões: · Estudo de escadas autoportantes em L;
· Estudo de escadas autoportantes plissadas;
· Uso do método dos elementos finitos para cálculo de escadas autoportantes;
· Estudo de escadas autoportantes com viga central; · Estudo de escadas autoportantes helicoidais.
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ANEXO A - Solução Flexo-tração
Fonte: Araujo (2003)
ANEXO B – Determinação da área de aço e espaçamento
Fonte: Fakhye (2017)
ANEXO C – Comprimento de ancoragem
ANEXO D - Plantas arquitetônicas dos pavimentos térreo e subsolo e primeiro pavimento do bloco C da UTFPR – Toledo
ANEXO E - Plantas estruturais dos pavimentos térreo e subsolo e primeiro pavimento do bloco C da UTFPR – Toledo
VOLUME DE CONCRETO - TERREO
VOLUME DE CONCRETO - PRIM. PAVIMENTO
INDICADA Escala:
CBR - Engenharia s/s Ltda
Proprietário Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ministério da Educação Eng. Fábio Waltrick CREA: 99925/D - PR Desenvolvimento Autoria do Projeto
02
Versão:
MARÇO/2009 Data:
Versão da Modificação Data Descrição Desenho
Eng. Fábio Waltrick CREA: 99925/D - PR End.: Rua Botafogo, 280 Porto Alegre/RS Tel.: (51) 3231 2144
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
00 19/11/2008ESTUDO PRELIMINAR WILLIAN
01 19/12/2008ALTERAÇÕES A PEDIDO DO CLIENTE MARCELO
ANEXO F - Tabelas para obtenção do k: Método de Brazão Farinha
Fonte: Farinha (1995, p. 113) – K1.
Fonte: Farinha (1995, p. 114) – K3.
ANEXO G – Ábacos: Simplificação do método de Cusens