De maneira sintética, podemos dizer que o resultado da Etapa 1 e Etapa 2, constituem uma planilha eletrônica capaz de retornar os seguintes dados sobre cada combinação de pilar misto de aço-concreto disponível:
Lista dos parâmetros geométricos (
𝑑, 𝑏
f, 𝑡
w, 𝑑 , 𝑐 , 𝑐
y). Verificação quanto ao atendimento do cobrimento necessário. Verificação de taxa de armadura longitudinal.
Informação sobre a possibilidade de ocorrer sobreposição entra a armadura longitudinal e perfil metálico
Momento fletor resistente de plastificação de cálculo em relação ao eixo x e y (
𝑀
, , e𝑀
Rd, , ). Força axial de compressão resistente de cálculo (
𝑁
Rd). Relação entre a força axial solicitante de cálculo e a força axial de compressão resistente de cálculo (
𝑁
Sd/𝑁
Rd). Relação entre momento fletor solicitante de cálculo e momento fletor resistente de cálculo da seção mista, no eixo x (
𝑀
x,Sd/𝑀
x,Rd). Relação entre momento fletor solicitante de cálculo e momento fletor resistente de cálculo da seção mista, no eixo y (
𝑀
,Sd/𝑀
y,Rd). Verificação do dimensionamento através do modelo de cálculo I da norma ABNT NBR 8800:2004.
5 COMPARAÇÕES
5.1 QUANTO AO DESEMPENHO
Quando comparamos a solução de pilares mistos de aço-concreto, com uma seção puramente de concreto armado e outra puramente de aço, conforme demonstrado na Figura 5.1, Figura 5.2 e Figura 5.3, visando atender as mesmas solicitações utilizadas como exemplo nos capítulos anteriores, com perfil W 200 x 100,0 (H), temos:
Para concreto armado, uma seção medindo 600 mm x 600 mm (3600 cm²) com 137,44 cm² de seção transversal de armadura, composta de 28 vergalhões com 25 mm de diâmetro. Estes valores foram checados com auxílio do software PCalc 1.4 (CARDOSO, 2019).
Para uma seção puramente de aço, um perfil metálico W310X158. Esta equivalência foi aferida utilizando a planilha eletrônica que acompanha o Manual de Construção em Aço para Edifícios de Pequeno Porte Estruturados em Aço (CBCA, 2011)
Percebe-se então, que a seção mista representa aproximadamente uma redução de 66% de área quando comparado ao concreto armado.
Já quando comparado ao pilar puramente metálico, há um acréscimo, quando considerado a área projetada (310 mm x 327mm), de aproximadamente 21%.
Figura 5.1 – Seção referência de aço-concreto
Fonte: do Autor (2019)
Figura 5.2 – Seção equivalente de concreto armado
Fonte: do Autor (2019)
600mm
600mm
350mm
Figura 5.3 – Seção equivalente puramente metálica
Fonte: do Autor (2019)
5.2 QUANTO AO CUSTO
Utilizando como referência os preços da tabela desonerada de insumos e composições do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índice da Construção Civil (SINAPI), do mês de maio, do ano de 2019, para a região de Florianópolis, chegou-se aos seguintes custos de insumos, para as seções previamente comparadas:
Pilar de concreto armado: R$1878,32 Pilar misto de aço-concreto: R$ 2180,20 Pilar metálico: R$ 3081,00
Desta maneira, a opção de pilar misto representa um intermediário entre a opções mais e menos onerosa.
310mm
6 RESULTADOS
Com a planilha eletrônica finalizada, e a fim de confeccionar a tabela de pré- dimensionamento impressa, passou-se a entrar com os dados das seções de pilares mistos de aço-concreto definidos no método deste trabalho, e verificou-se manualmente a possibilidade do problema de sobreposição entre a armadura longitudinal e o perfil metálico, bem como demais verificações pertinentes.
6.1.1 Seção 350 mm x 350 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm:
W 200 x 86,0 (H) – De acordo W 200 x 100,0 (H) – De acordo HP 250 x 62,0 (H) – De acordo
W 250 x 73,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 80,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal HP 250 x 85,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 89,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 101,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal
Para 8 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 mm: W 200 x 86,0 (H) – De acordo
W 200 x 100,0 (H) – De acordo
HP 250 x 62,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 73,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 80,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal HP 250 x 85,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 89,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 250 x 101,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal
6.1.2 Seção 450 mm x 450 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm: W 250 x 149,0 (H) – De acordo W 250 x 167,0 (H) – De acordo HP 310 x 79,0 (H) – De acordo HP 310 x 93,0 (H) – De acordo W 310 x 97,0 (H) – De acordo W 310 x 107,0 (H) – De acordo HP 310x110,0 (H) – De acordo W 310 x 117,0 (H) – De acordo HP 310x125,0 (H) – De acordo W 310 x 129,0 (H) – De acordo HP 310 x 132 (H) – De acordo W 310 x 143,0 (H) – De acordo W 310 x 158,0 (H) – De acordo W 310 x 179,0 (H) – De acordo W 310 x 202,0 (H) – De acordo
W 360 x 91,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 360 x 101,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 360 x 110,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 360 x 122,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal
Para 8 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 mm: W 250 x 149,0 (H) – De acordo W 250 x 167,0 (H) – De acordo HP 310 x 79,0 (H) – De acordo HP 310 x 93,0 (H) – De acordo W 310 x 97,0 (H) – De acordo W 310 x 107,0 (H) – De acordo HP 310x110,0 (H) – De acordo W 310 x 117,0 (H) – De acordo
HP 310x125,0 (H) – De acordo W 310 x 129,0 (H) – De acordo HP 310 x 132 (H) – De acordo W 310 x 143,0 (H) – De acordo W 310 x 158,0 (H) – De acordo W 310 x 179,0 (H) – De acordo W 310 x 202,0 (H) – De acordo
W 360 x 91,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 360 x 101,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 360 x 110,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal W 360 x 122,0 (H) – Sobreposição com a armadura transversal
6.1.3 Seção 500 mm x 500 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm: W 310 x 117,0 (H) – De acordo W 310 x 129,0 (H) – De acordo HP 310 x 132 (H) – De acordo W 310 x 143,0 (H) – De acordo W 310 x 158,0 (H) – De acordo W 310 x 179,0 (H) – De acordo W 310 x 202,0 (H) – De acordo
Para 8 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 mm: W 310 x 117,0 (H) – De acordo W 310 x 129,0 (H) – De acordo HP 310 x 132 (H) – De acordo W 310 x 143,0 (H) – De acordo W 310 x 158,0 (H) – De acordo W 310 x 179,0 (H) – De acordo W 310 x 202,0 (H) – De acordo
6.1.4 Seção 300 mm x 600 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm, precisa de estribo suplementar.
Para 4 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm, não atende armadura mínima.
Para 4 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 mm:
W 410 x 53,0 – De acordo W 410 x 60,0 – De acordo W 410 x 67,0 – De acordo W 410 x 75,0 – De acordo W 410 x 85,0 – De acordo W 460 x 74,0 – De acordo W 460 x 82,0 – De acordo W 460 x 89,0 – De acordo W 460 x 97,0 – De acordo W 460 x 106,0 – De acordo 6.1.5 Seção 400 mm x 800 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm, precisa de estribo suplementar.
Para 4 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm, não atende armadura mínima.
Para 4 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 m, não atende armadura mínima.
Para 4 Φ 20 mm com estribo Φ 6.3 m: W 610 x 101,0 – De acordo W 610 x 113,0 – De acordo W 610 x 125,0 – De acordo W 610 x 140,0 – De acordo W 610 x 153,0 – De acordo
6.1.6 Seção 450 mm x 900 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm, precisa de estribo suplementar. Para 4 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 mm, não atende armadura mínima. Para 4 Φ 20 mm com estribo Φ 6.3 mm:
W 610 x 155,0 – De acordo W 610 x 174,0 – De acordo W 610 x 195,0 – De acordo W 610 x 217,0 – De acordo
6.1.7 Seção 500 mm x 1000 mm
Para 8 Φ 12,5 mm com estribo Φ 6.3 mm, precisa de estribo suplementar Para 4 Φ 16 mm com estribo Φ 6.3 mm, não atende armadura mínima. Para 4 Φ 20 mm com estribo Φ 6.3 mm, não atende armadura mínima. Para 4 Φ 25 mm com estribo Φ 6.3 mm:
W 610 x 217,0 – De acordo