Estruturas em Pórticos

São estruturas em que as cargas são transmitidas das lajes para vigas, e destas para pilares. As cargas dos pilares vão se somando às cargas dos pilares dos níveis inferiores, e conduzidas de forma pontual às fundações e aí se distribuindo ao solo.

No Brasil a estrutura em pórticos mais utilizada ao longo do Século XX foi a de Concreto Armado Convencional, para edificações residenciais. Para construções industriais (que necessitam vãos grandes e leveza), as estruturas metálicas encontraram mais mercado.

3.2.2.1.Estruturas em Concreto Armado

O concreto armado teria surgido por volta de 1855 quando Lamblot construiu um barco com esse material até 1868 quando Joseph Monnier passou a construir em escala industrial vasos de flores e reservatórios de água. GUERRIN (1965) relata que importantes contribuições foram dadas ao assunto através das pioneiras construções de Hennebique (França e Bélgica).

Ainda segundo o autor, Coignet e Tedesco apresentaram em 1894 um primeiro estudo técnico teórico sobre concreto armado, tendo início a partir dessa data uma era de desenvolvimento que viria a se intensificar posteriormente. Cita ainda o autor, os trabalhos de Feret, Rabut, Harel de la Noe e Mesnager. Em 1906 uma comissão formada pelo “Ministère des Travaux Publiques” da França elaborava o primeiro regulamento sobre concreto armado, e a partir daí o assunto passou a ser estudado em vários outros países. Assim o concreto armado, material formado através da consolidação entre concreto e aço, ganhou impulso e conquistou mercado com o passar do tempo.

O concreto passava, então, a ser uma excelente opção para a construção de edifícios de apartamentos e comerciais. Contava como vantagem a sua moldabilidade, o que na estrutura metálica tornava-se quase que impossível dada a rigidez de

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padronização das peças. O concreto armado era mais adaptável às situações de improvisações em obras. Um encaixe, um reparo, uma modificação na forma geométrica de uma peça, procedimentos possíveis no concreto armado e quase sempre impraticáveis na estrutura metálica. Em países pouco desenvolvidos o concreto armado ganhou muito mais espaço que o aço devido a todos esses fatores. Os construtores adaptaram-se muito bem a esse material.

A ascensão do concreto armado foi rápida. Em todas as grandes cidades do mundo a verticalização foi marcante. Aumentava-se a altura dos edifícios e em todas as áreas da construção civil o concreto se fazia presente. Barragens foram construídas com esse material. Pontes em concreto armado e protendido, proporcionando bons resultados às solicitações estáticas e dinâmicas também foram construídas. Pisos, recebendo altas cargas dinâmicas e esforços de abrasão. Bases para equipamentos com grandes vibrações, absorvidas com eficiência pelo concreto. Pisos industriais em concreto armado, recebendo cargas pontuais e esforços de abrasão. Estádios, construções públicas, templos, residências e obras de diversas finalidades foram construídas utilizando estruturas em concreto armado cujas formas foram idealizadas e projetadas por grandes personalidades da arquitetura mundial. O concreto armado passou a ser um sistema construtivo marcante no pensamento dos arquitetos do século XX.

Entretanto, o concreto armado que parecia ser uma solução definitiva para todos os problemas da construção civil no início do século XX, passaria a sofrer grandes provas de sobrevivência. O alto consumo de madeira para as formas do concreto armado gradativamente pressionou a elevação dos custos finais das construções que utilizavam esse material.

Utilizado e pesquisado no país desde o início do século XX, o concreto armado ganhou espaço importante como elemento estrutural. Preenchendo lacunas e substituindo a alvenaria de tijolos de barro, foi ele um marco no desenvolvimento dos grandes centros urbanos. Com o êxodo rural e a industrialização os grandes centros foram rapidamente sendo ocupados. Os espaços gradativamente ficaram mais caros e

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era premente a necessidade de verticalizar as construções, transformando as grandes cidades em verdadeiros laboratórios de testes para concreto armado.

Empresas especializadas em testes do material concreto armado foram criadas. Universidades investiram em laboratórios para dar suporte ao aprendizado do assunto, possibilitando a criação de cursos avançados sobre o tema. Grandes e reconhecidas obras de engenharia foram executadas em território brasileiro como a cidade de Brasília, a Usina Hidrelétrica de Itaipu, a Ponte Rio-Niterói, Rodovia dos Imigrantes e tantas outras. O histórico inimigo do concreto armado, o alto consumo de madeira, nunca deixou de ser reconhecido pelos pesquisadores e construtores. À medida que evoluíam os métodos de projeto e as técnicas construtivas, preocupava-se com a busca em reduzir ao máximo possível a quantidade de madeira empregada. Ainda hoje, em obras nas quais se utiliza preferencialmente concreto armado (pontes, viadutos, galerias), utiliza-se sistemas pré-fabricados que consistem em vigas pré fabricadas protendidas e lajes em placas (para pontes e viadutos) e anéis pré fabricados (para galerias). Em construção de túneis, em lugar de formas de madeira curvas determinando o formato das paredes e teto do túnel, utiliza-se hoje o concreto projetado que dispensa as citadas formas de madeira. Em construção de edifícios em concreto armado, poucas são as opções de se minimizar o consumo de madeira. Há a alternativa de se usar formas de chapas de aço, porém esse sistema somente é viável quando há padronização nas dimensões de vigas e pilares, o que não é comum em estruturas para edifícios residenciais. No concreto armado as vigas, lajes e pilares interagem formando um elemento com alta rigidez capaz de suportar os esforços advindos não apenas dos pesos próprios como também de elementos externos como o vento. Nessas circunstâncias, a inviabilidade de sistemas pré-fabricados parece óbvia pois para construções de grandes alturas não oferecem contribuição ao contraventamento. Esforços oriundos de ventos produzem deformações que passariam, no caso de estruturas pré-fabricadas, a se refletir em aparentes danos em ligações entre vigas e alvenaria ou entre pilares e alvenaria.

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3.2.2.2. Estruturas Metálicas

As estruturas metálicas têm o comportamento semelhante ao das estruturas em concreto armado, ou seja, são formadas por pórticos em que as cargas percorrem vigas e pilares até se dissiparem no solo através dos elementos de fundação. O que as diferencia das anteriores é o material.

Para edificações residenciais, objeto desta pesquisa, a estrutura metálica vem ganhando mercado de forma mais lenta que os outros sistemas estruturais como concreto armado, alvenaria estrutural e paredes em concreto. Restrições legais de normas de prevenção e combate a incêndios preveem, em alguns casos, a adoção de proteção passiva em estruturas metálicas de edifícios, o que eleva custos. Construções habitacionais em estruturas metálicas seriam mais viáveis com grande número de repetições, e esse ponto de equilíbrio precisa ser encontrado com base em muitos estudos de orçamentos.

3.3.MUDANÇAS NO CENÁRIO DA ENGENHARIA ESTRUTURAL