PEDRO FELIPE SCHWINDEN RACHADEL
CONCEPÇÃO ARQUITETÔNICA E ESTRUTURAL DE UM CENTRO ADMINISTRATIVO MUNICIPAL
Palhoça 2017
PEDRO FELIPE SCHWINDEN RACHADEL
CONCEPÇÃO ARQUITETÔNICA E ESTRUTURAL DE UM CENTRO ADMINISTRATIVO MUNICIPAL
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Ildo Sponholz, Msc.
Palhoça 2017
PEDRO FELIPE SCHWINDEN RACHADEL
CONCEPÇÃO ARQUITETÔNICA E ESTRUTURAL DE UM CENTRO ADMINISTRATIVO MUNICIPAL
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Engenheiro Civil e aprovado em sua forma final pelo Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente ao estado que através da Lei nº 11.096, de 13 de janeiro de 2005 e demais adoções de politicas públicas de incentivo a educação proporcionaram condições e oportunidade a milhares de pessoas ingressarem em um ensino superior de qualidade e gratuito, no caso de forma justa conforme desempenho no exame nacional do ensino médio.
O conhecimento que obtive frequentando o ensino médio e curso técnico em edificações no Instituto Federal de Santa Catarina, foi de extrema importância pois me proporcionou uma boa formação de caráter e base de conhecimento, o que foi fundamental para minha adaptação aos desafios posteriores que a vida oferece.
Também a minha família por todo suporte, que em independente dos momentos e fatores adversos sempre me motivou a acreditar na possiblidade de um futuro melhor através do conhecimento.
RESUMO
O Objetivo do trabalho é conceber uma estrutura para atender um novo centro administrativo para a cidade de Santo Amaro da Imperatriz, tendo em vista a nova demanda gerada pelo crescimento demográfico da região. A escolha do projeto arquitetônico a ser trabalhado levará em consideração o programa de necessidades da administração atual para o desenvolvimento do projeto arquitetônico, após as decisões iniciais, o projeto estrutural será elaborado com auxílio de ferramentas computacionais seguindo os critérios da NBR6118:2014. O estudo foi escolhido devido demanda existente e à importância que uma edificação de uso público representa no sistema politico em que vivemos, o prédio deve garantir todas as questões de desempenho dos materiais e qualidade no método construtivo, pois é um tipo de edificação bastante solicitada devido ao longo período de sua vida útil.
Palavras-chave: Concepção arquitetônica e estrutural. Programa de necessidades. Edificação de uso público
ABSTRACT
The objective of this work is to design a structure to serve a new administrative center for the city of Santo Amaro da Imperatriz, in view of the new demand generated by the demographic growth of the region. The choice of the architectural project to be worked will take into account the needs of the current administration for the development of the architectural project, after the initial decisions, the structural design will be elaborated with the aid of computational tools following the criteria of NBR6118: 2014. The study was chosen due to the existing demand and the importance that a building of public use represents in the political system in which we live, the building must guarantee all the questions of performance of the materials and quality in the constructive method, since it is a type of construction that is quite requested due to throughout its useful life.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Foto da data de inauguração ... 12
Figura 2 – Populaçao total de Santo Amaro da Imperatriz... 13
Figura 3 – Taxa de crescimento média anual do município ... 14
Figura 4 –Parâmetros de zoneamento - Plano diretor ... 16
Figura 5 – Localização do empreendimento ... 17
Figura 6 – Laje com armação treliçada ... 29
Figura 7 – Laje nervurada ... 30
Figura 8 – Laje isolada ... 31
Figura 9 – Vista superior BWC PNE ... 34
Figura 10 – Espaços para P.C.R na primeira fileira ... 34
Figura 11 – Projeto do auditório ... 35
Figura 12 – Rampa de acesso ao Hall ... 36
Figura 13 – Elevador ... 37
Figura 14 – Escada com sinalização e piso tátil ... 38
Figura 15 – Estacionamento ... 39
Figura 16 – Implantação no terreno ... 40
Figura 17 – Planta baixa pavimento térreo ... 41
Figura 18 – Planta baixa pavimento superior ... 42
Figura 19 – Perspectiva superior frontal... 43
Figura 20 – Perspectiva superior dos fundos ... 44
Figura 21 – Fachada para rua projetada... 44
Figura 22 – Vão para iluminação zenital ... 45
Figura 23 – Lançamento dos pavimerntos ... 48
Figura 24 – Lançamento dos pilares (parcial) ... 50
Figura 25 – Lançamento das vigas (parcial) ... 52
Figura 26 – Lançamento das Lajes (parcial) ... 53
Figura 27 – Lançamento das escadas ... 54
Figura 28 – Lançamento das cargas de parede ... 56
Figura 29 – Lançamento das cargas de revestimento ... 57
Figura 30 – Lançamento das cargas acidentais ... 58
Figura 31 – Configurações da influência do vento ... 59
Figura 33 – Configurações de materiais e durabilidade ... 61
Figura 34 – Janela de Análise ... 62
Figura 35 – Resultados da Análise ... 63
Figura 36 – Modelo elástico de deslocamento do pórtico ... 64
Figura 37 – Modelo elástico de deslocamento das lajes ... 65
Figura 38 – Lançamento das laje nervurada ... 65
Figura 39 – Alvenaria obre maciço ... 66
Figura 40 – Lançamento do maciço ... 67
Figura 41 – Configurações das flechas limites ... 67
Figura 42 – Otimização dos pilares em prumada ... 68
Figura 43 – Planta de cargas (parcial) ... 69
Figura 44 – Detalhamento dos pilares ... 70
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 –Classes de agressividade ambiental (CAA) ... 20
Tabela 2 – Correspondência entre a classe de agressividade ambiental e o cobrimento ... 21
Tabela 3 – Peso específico dos materiais de construção ... 25
Tabela 4 – Valores mínimos de cargas acidentais – parte da tabela original ... 26
Tabela 5 – Programa de Necessidades ... 32
Tabela 6 – Quadro de esquadrias ... 57
Tabela 7 – Cargas de revestimentos das lajes... 58
Tabela 8 – Cargas acidentais das lajes... 59
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 12 1.1 OBJETIVO GERAL ... 13 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 13 1.3 JUSTIFICATIVAS ... 13 1.4 METODOLOGIA ... 14 1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 15
2 VIABILIDADE PARA CONSTRUÇÃO ... 16
2.1 A ESCOLHA DO LOCAL ... 16
3 CONCEITOS BÁSICOS ... 18
3.1 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ... 18
3.1.1 Requisitos da Qualidade da estrutura ... 18
3.1.2 Durabilidade da estrutura ... 19
3.1.2.1 Classe de agressividade ambiental ... 19
3.1.2.2 Cobrimento nominal ... 20
3.1.3 Segurança e estados limites ... 21
3.1.3.1 Estados limites ultimos ... 22
3.1.3.1 Estados limites serviço ... 22
3.1.4 Ações ... 23
3.1.4.1 Ações permanentes ... 23
3.1.4.2 Ações variáveis ... 23
3.1.4.3 Ações excepcionais ... 24
3.1.5 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações ... 24
3.1.6 Concepção estrutural de edifícios ... 27
3.1.6.1 Diretrizes básicas para a concepção estrutural de edifícios ... 27
3.1.6.2 Sistema convencional com lajes pré moldadas treliçadas ... 29
3.1.6.3 Sistema estrutural com lajes nervuradas ... 30
3.1.6.4 Sistema estrutural com lajes maçiças ... 31
4 DESENVOLVIMENTO DOS PROJETOS ... 32
4.1 PROGRAMA DE NECESSIDADES ... 32
4.2 ACESSIBILIDADE E EXIGENCIAS PREVISTAS EM LEI ... 33
4.2.1 Banheiros adaptados ... 33
4.2.3 Portas ... 36
4.2.4 Rampas ... 36
4.2.5 Elevador ... 37
4.2.6 Circulações e pisos táteis ... 38
4.2.7 Vagas de estacionamento ... 39 4.3 IMPLANTAÇÃO NO TERRENO ... 40 4.4 PLANTAS BAIXAS ... 41 4.5 ESTUDO DA ARQUITETURA ... 43 5 PROJETO ESTRUTURAL ... 47 5.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ... 47 5.2 SOFTWARE EBERICK ... 47
5.3 IMPORTAÇÃO DO PROJETO ARQUITETÔNICO ... 48
5.4 LANÇAMENTO DA ESTRUTURA ... 48 5.4.1 Pavimentos ... 49 5.4.2 Pilares ... 50 5.4.3 Vigas ... 52 5.4.4 Lajes ... 53 5.4.4 Escadas ... 55 5.5 CARREGAMENTOS ... 56 5.5.1 Cargas permanentes ... 56
5.5.1.1 Peso próprio da estrutura em concreto armado ... 56
5.5.1.2 Paredes de alvenaria ... 57
5.5.1.3 Peso do revestimento das lajes ... 59
5.5.2 Carga acidental ... 60 5.5.3 Carga de vento ... 60 5.6 ANÁLISE DA ESTRUTURA ... 60 5.6.1 Materiais e durabilidade ... 61 5.6.2 Configurações de análise ... 61 6 RESULTADOS ... 64
6.1 DIMENSIONAMENTO DOS ELEMENTOS ... 64
6.2 DOCUMENTAÇÃO DO PROJETO ... 68
7 CONCLUSÃO ... 70
REFERÊNCIAS ... 71
1 INTRODUÇÃO
Através da Lei nº 344 de 10 de Junho de 1958, sancionada pelo presidente da Assembléia Legislativa, Deputado José Miranda Ramos, foi, então criado oficialmente o Município de Santo Amaro da Imperatriz, cuja instalação se deu no dia 10 de Julho do mesmo ano (PMSAI). Prefeitura Municipal de Santo Amaro da Imperatriz.
A Praça Ivo Silveira e a prefeitura municipal foram inauguradas em 25/01/1969 pelo governador de Santa Catarina Ivo Silveira e pelo prefeito eleito Clemente Thiago Diniz, foto Silvio Knabben (1971).
Figura 1 – Foto da data de Inauguração.
Desde então a edificação sede do centro administrativo da cidade se manteve o mesmo completando 46 anos no ano de 2017, a edificação é executada em estrutura de concreto armado em 2 pavimentos possuindo área total construída de 900,00m².
Atualmente percebe-se que a estrutura existente já não é suficiente para atender a demanda de funcionários e secretarias existentes, exigindo que a administração alugue diversos imóveis para atender a demanda, e por consequência gera um alto custo aos cofres públicos.
1.1 OBJETIVO GERAL
Elaborar um arquitetônico e um modelo de estrutura que se adeque as necessidades da administração com base nas leis e normas vigentes e na demanda gerada pelo crescimento populacional da comunidade, contextualizando com a realidade atual do município.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
O presente trabalho tem como objetivos específicos:
a) Conceber uma nova edificação para o Centro Administrativo Municipal de Santo Amaro da Imperatriz;
b) Elaborar projeto arquitetônico e conceber um modelo estrutural de uma edificação de finalidade pública;
c) Aumentar a visão nos conceitos de projetos estruturais.
1.3 JUSTIFICATIVA
A população de Santo Amaro da Imperatriz apresentou, no ano de 2010, crescimento de 26,20% desde o Censo Demográfico realizado em 2000. De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), em 2010 a população da cidade alcançou 19.823 habitantes. O gráfico a seguir demonstra a evolução populacional do município nos últimos Censos.
Figura 2 – População total de Santo Amaro da Imperatriz
Fonte: IBGE, Diretoria de Estatística, Geografia e Cartografia, 2010. Nota: Censos Demográficos 1980, 1991, 2000 e 2010.
O comparativo dos dados dos Censos Demográficos do IBGE demonstrou que Santo Amaro da Imperatriz apresentou, entre 2000 e 2010, uma taxa média de crescimento populacional da ordem de 2,62% ao ano, conforme gráfico a seguir.
Figura 3 – Taxa de crescimento médio anual do município.
Fonte: Resultados elaborados pelo SEBRAE/SC com base em dados do IBGE - apoiados nos Censos Demográficos, 2000 e 2010.
Atualmente o município está sendo muito onerado com locação de diversos prédios e salas comerciais para funcionamento de secretarias e departamentos públicos, além do que hoje existe demanda por áreas antes inexistentes, justificando assim a necessidade de maior planejamento.
1.4 METODOLOGIA
Para o desenvolvimento do trabalho serão utilizadas as Normas da NBR aplicáveis ao tema proposto e com o auxílio de ferramentas computacionais como Autocad, SketchUP e Alto Qi Eberick V8 demonstrar através de cálculos e gráficos as soluções encontradas para o desenvolvimento do projeto.
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO
Este trabalho será apresentado em sete capítulos e suas respectivas seções secundárias, terciárias e quaternárias quando necessário.
O capítulo 1 compreende a parte introdutória do trabalho, onde são apresentados o local onde se estuda edificar, a viabilidade conforme plano diretor do município, comparativo entre situação atual e pretendida;
No capítulo 2 é feito o estudo da viabilidade para construção, verificando a situação existente e a pretendida;
Já capítulo 3 a revisão bibliográfica que fornecerá embasamento teórico para o desenvolvimento através dos conceitos mais relevantes sobre estruturas em concreto armado, principalmente no que se refere ao desempenho mínimo desejado para a construção;
Nos capítulos 4 e 5 é feito o desenvolvimento do projeto, onde será estudado um projeto de arquitetura que se adeque aos objetivos e um modelo estrutural que atenda aos requisitos mínimos, todos os parâmetros e dimensionamentos adotados serão com baseados em normas, após o lançamento será feita a análise da estrutura com as ferramentas disponíveis no software utilizado.
Por fim no capitulo 6 será mostrado alguns dos resultados e no capitulo 7 as conclusões obtidas com trabalho.
2 VIABILIDADE PARA CONSTRUÇÃO
2.1 A ESCOLHA DO LOCAL
O local do objeto de estudo para implantação do empreendimento é uma área institucional parte de um novo loteamento no bairro São Francisco, o local se mostra ideal por diversos fatores, sendo um dos principais o fato de estar conectado com a BR 282 que corta o munícipio, isso daria maior acessibilidade ao cidadão, pois atualmente é bastante discutido a situação caótica que vem se tornando o trânsito no centro da cidade devido a falta de planejamento do sistema viário central.
As áreas institucionais de loteamentos são aquelas destinadas à edificação de equipamentos comunitários, tais como praças, ginásio de esportes, áreas de lazer, escolas, postos de saúde, entre outros, conforme dispõe o art. 4º, §2º da Lei nº 6.766/79.
A lei do plano diretor é a 890/91, de modo geral ela que define os zoneamentos e os respectivos critérios de utilização do espaço urbano, consultando os mapas cadastrais do município verificou-se que o local pertence a Zona Residencial 02, apesar desse zoneamento favorecer principalmente a ocupação residencial conforme a figura 4 mostra, também permite a existência de repartição pública com a condicionante de possuir taxa de ocupação de 50% e área perimetral livre de 4,00m.
Figura 4 – Parâmetros de zoneamento - Plano diretor
A formação de novas centralidades e de eixos comerciais no município é desejável, pois traria diversos benefícios, partindo da dinamização de áreas que usufruem de diversas atividades localizadas em áreas que não as centrais, transformando a realidade da população que reside nesses entornos.
Em específico, a cidade de Santo Amaro da Imperatriz, enquanto cidade pequena, teve no passado sua história alicerçada na agricultura, mas no decorrer dos anos com o constante processo de urbanização, a tendência foi partindo para os segmentos comerciais e de serviços. Que hoje representam 40,69% das atividades econômicas do município (SEBRAE/SC, 2011).
O crescimento demográfico nas últimas décadas gerou um impacto significativo sobre a área central da cidade, onde predominam ruas e calçadas estreitas e a falta de áreas para estacionar. Com isso, os congestionamentos se tornam constantes e afetam a mobilidade da população. Percebe-se o processo de descentralização também a partir do momento que empresas devido ao custo mais elevado dos imóveis na área migram para as regiões periféricas pois se tornam atrativas para o desenvolvimento das atividades terciárias.
Figura 5 - Localização do empreendimento
Fonte: Google Maps Imagens de Satélite, 2017.
3 CONCEITOS BÁSICOS
3.1 ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
O Concreto armado é feito através da solidariedade entre materiais, geralmente formado por cimento, água, agregado miúdo, graúdo e uma armadura usualmente constituída por barras de aço, a aderência entre estes materiais que confere ao concreto as características tão solicitadas pelo setor da construção civil.
De acordo com CLÍMACO (2008, p.36), ―As barras de aço incorporadas à peça de concreto são denominadas armadura passiva quando seu objetivo é apenas resistir às tensões provenientes das ações atuantes, sem introduzir nenhum esforço adicional à peça. Ou seja, as armaduras em peças de concreto armado só trabalham se houver solicitação. Por exemplo, enquanto uma viga estiver escorada e, portanto, sem atuação de cargas externas, as barras de aço não sofrem tensão, a menos daquelas originadas peio processo de endurecimento do concreto‖.
O projeto de estruturas executadas em concreto simples, armado ou protendido, é referenciado pela norma ABNT NBR 6118:2014, que é o órgão nacional responsável por estabelecer requisitos gerais a serem atendidos.
3.1.1 Requisitos da Qualidade da estrutura
Conforme a ABNT NBR 6118:2014, as estruturas de concreto devem atender aos requisitos mínimos de qualidade durante a sua construção e utilização, além de outros a serem estabelecidos em conjunto entre o autor do projeto estrutural e o contratante. Os requisitos mínimos definidos em norma são:
a) Capacidade resistente dos elementos estruturais em suportar as ações previstas de ocorrerem na construção, com conveniente margem de segurança contra a ruína ou a ruptura; b) Desempenho da estrutura em manter-se em condições plenas de utilização
durante toda a sua vida útil, não devendo apresentar danos que comprometam em parte ou totalmente o uso para o qual foi projetada;
c) Durabilidade da estrutura para resistir às influências ambientais previstas e definidas na etapa de projeto.
3.1.2 Durabilidade da estrutura
A durabilidade das edificações é influenciada por diversos fatores que vão desde a concepção do projeto até qualidade dos materiais e técnicas construtivas utilizados na obra. Deste modo, para CLÍMACO (2008, p.152), ―Uma estrutura de concreto tem sua durabilidade fortemente condicionada pelas características do concreto, em especial a resistência à compressão e correspondente relação água-cimento, e pela espessura e qualidade do concreto de cobrimento das armaduras. No primeiro aspecto, a melhoria da qualidade dos cimentos,
paradoxalmente, pode ter influência negativa pelo fato de se obter concretos com resistência razoável a partir de relações água-cimento elevadas, porém com porosidade e permeabilidade elevadas. Quanto ao cobrimento de concreto, é um aspecto frequentemente negligenciado na execução deficiente, por não serem colocados os espaçadores para as barras de aço nas formas, por ocasião da concretagem, ou pelo uso de espaçadores inadequados”.
A Norma de desempenho ABNT NBR 15575:2015 veio para suprir a necessidade que se tinha de um maior controle e rigor sobre os itens que determinam a qualidade de uma edificação, a norma é dividida em seis partes: uma de requisitos gerais da obra e outras cinco referentes aos sistemas que compõem o edifício (estrutural, de pisos, de cobertura, de vedação e sistemas hidrossanitários). Para cada um deles a Norma estabelece critérios objetivos de qualidade e os procedimentos para medir se os sistemas atendem aos requisitos. Por exemplo, a estrutura de uma parede deve aguentar, sem apresentar falhas ou rachaduras para impactos de uma determinada força medida em joules.
3.1.2.1 Classe de agressividade ambiental
A agressividade ambiental é um fator importante a ser considerado no dimensionamento de estruturas, o concreto além do suporte as cargas atuantes na estrutura tem que proteger as armaduras contra os agentes externos oriundos da atmosfera, solo ou água. De forma geral isso influencia na espessura da camada externa resistente, no qual é denominada como cobrimento.
Conforme ABNT NBR 6118:2014 as classes de agressividades ambientais variam de I a IV conforme local e intensidade de exposição, conforme tabela abaixo:
Tabela 1 - Classes de agressividade ambiental (CAA)
Fonte: ABNT NBR 6118:2014
3.1.2.2 Cobrimento nominal
Cobrimento é a espessura da camada de concreto que será responsável pela proteção das barras às ações externas, principalmente à corrosão. O mesmo depende da classe de agressividade ambiental.
De acordo com a ABNT NBR 6118:2014, itens 7.4.7.1 a 7.4.7.7, o cobrimento mínimo da armadura é um critério de aceitação e deve ser o menor valor a ser respeitado ao longo de todo o elemento considerado. Deste modo, para garantir o cobrimento mínimo (cmín), o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (cnom), que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução (Δc). Assim, as dimensões das armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais, estabelecidos na tabela abaixo, para Δc = 10mm.
Tabela 2 - Correspondência entre a classe de agressividade ambiental e o cobrimento
Fonte: tabela 7.2 ABNT NBR 6118:2014
3.1.3 Segurança e estados limites
Cardoso (2013, p.11) esclarece que ―quando a estrutura apresenta desempenho inadequado, diz-se que a mesma atingiu o estado limite, e não satisfaz assim as condições previstas para o seu uso ou encontra-se imprópria”.
Uma estrutura é dimensionada de modo que a mesma reúna condições adequadas de segurança, funcionalidade e durabilidade, no entanto, quando ela deixa de atender a qualquer um desses três itens, diz-se que ela atingiu um estado limite.
A ABNT NBR 6118:2014 considera para efeitos de análise, estados limites últimos (ruína) e estados limites de serviço (utilização).
3.1.3.1 Estados limites últimos
São aqueles relacionados ao colapso, ou a qualquer outra forma de ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura. A segurança das estruturas de concreto deve sempre ser verificada em relação aos seguintes estados limites últimos:
- Estado limite último da perda do equilíbrio da estrutura, admitida como corpo rígido;
- Estado limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no seu todo ou em parte, devido às solicitações normais e tangenciais;
- Estado limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no seu todo ou em parte, considerando os efeitos de segunda ordem;
- Estado limite último provocado por solicitações dinâmicas; - Estado limite último de colapso progressivo;
- Estado limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no seu todo ou em parte, considerando exposição ao fogo; - Estado limite último de esgotamento da capacidade resistente da estrutura, considerando ações sísmicas;
- Outros estados-limites últimos que eventualmente possam ocorrer em casos especiais;
3.1.3.2 Estados limites serviço
São relacionadas com o conforto do usuário, estética, durabilidade e boa utilização da estrutura de acordo com o seu uso. O item 3.2 da ABNT NBR 6118:2014 apresenta os estados limites últimos de serviço que devem ser verificados, sendo eles:
- Formação e abertura de fissuras, denegrindo a estética e a durabilidade;
- Deformação excessiva, causando desconforto e afetando o uso; - Vibrações excessivas, causando desconforto e podendo causar danos.
3.1.4 Ações
Denomina-se ação qualquer influência capaz de produzir estados de tensão em uma estrutura, levando-se em consideração os possíveis estados limites últimos e os de serviço. As ações classificam-se em permanentes, variáveis e excepcionais.
3.1.4.1 Ações permanentes
São as que ocorrem com valores praticamente constantes durante toda a vida da construção, podendo crescer no tempo tendendo a um valor limite constante. Estas ações devem ser consideradas com seus valores representativos mais desfavoráveis para a segurança da estrutura, e podem ser:
- Ações permanentes diretas são constituídas pelo peso próprio da estrutura, dos elementos construtivos fixos (paredes, esquadrias, etc.) e das instalações permanentes, a qual, poderão são considerados com base nos valores nominais indicados pelos respectivos fabricantes. Os empuxos de terra e outros materiais granulosos quando considerados não removíveis, também devem ser considerados como uma ação permanente.
- Ações permanentes indiretas são constituídas pelas deformações impostas por retração do concreto, fluência do concreto, deslocamentos de apoio (para estruturas hiperestáticas e muito rígidas), imperfeições geométricas (globais ou locais) ou protensão.
3.1.4.2 Ações variáveis
As ações variáveis são aquelas que não são constantes durante a vida da construção. Podem ser classificadas como:
- Ações variáveis diretas são as ações acidentais previstas para o uso da construção (peso de equipamentos, depósitos provisórios, de pessoal, etc.), pela ação do vento (obrigatório segundo a NBR 6123) e da água (chuva). As ações acidentais correspondem a ações verticais de uso da construção, ações móveis considerando inclusive o impacto
vertical, impacto lateral força longitudinal de frenagem ou aceleração e força centrífuga. Estas forças devem estar dispostas nas posições mais desfavoráveis, sem que se esqueça de levar em conta o processo construtivo. Nas estruturas em que houver possibilidade de acúmulo/retenção de água, deve ser considerada a presença de uma lâmina de água correspondente ao nível de drenagem efetivamente garantido pela construção.
- Ações variáveis indiretas – são aquelas relativas à variação da temperatura (uniforme ou não uniforme), ações dinâmicas.
3.1.4.3 Ações excepcionais
São as ações que tem pouca probabilidade de ocorrência e duração extremamente curta durante a vida da construção, mas que devem ser consideradas em certas situações dependendo do contexto da região onde a obra vai ser executada, as ações podem ser tais como explosões, choques de veículos, incêndios, enchentes ou terremotos.
3.1.5 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações
A NBR 6120:1980 estabelece condições para determinação dos valores das cargas que devem ser consideradas no projeto de estrutura de edificações, qualquer que seja sua classe e destino, salvo os casos previstos em normas especiais.
Na falta de determinação experimental, adota-se os pesos específicos aparentes dos materiais de construção mais frequentes, apresentados na tabela abaixo:
Tabela 3 - Peso específico dos materiais de construção
Fonte: ABNT NBR 6120:1980
Para as cargas acidentais, a ABNT NBR 6120:1980 considera os carregamentos conforme a utilização de cada ambiente, se contém mobília, população, etc., atuando nos pisos de edificações, com os valores mínimos indicados na tabela a seguir.
Tabela 4 - Valores mínimos de cargas acidentais – parte da tabela original
3.1.6 Concepção estrutural de edifícios
De acordo com Alva (2007, p.1), a concepção da estrutura de um edifício consiste no estabelecimento de um arranjo adequado dos vários elementos estruturais, de modo a assegurar que o mesmo possa atender às finalidades para as quais foi projetado, atendendo também os aspectos de segurança, economia, durabilidade, estética e funcionalidade.
É muito importante que, desde a primeira etapa, sejam verificadas a estabilidade global da estrutura, as deformações verticais e horizontais, a estabilidade local em pilares, as taxas de armadura nas peças mais carregadas, com a finalidade de otimizar as variáveis que compõe o modelo e evitar esforços adicionais que possam encarecer ou comprometer determinada região da estrutura.
Pinheiro (2003, p.1), entende que a concepção estrutural de um edifício implica em escolher os elementos a serem utilizados e definir suas posições, de modo a formar um sistema estrutural eficiente, capaz de absorver os esforços oriundos das ações atuantes e transmiti-los ao solo de fundação.
3.1.6.1 Diretrizes básicas para a concepção estrutural de edifícios
A compatibilidade entre os demais projetos é de fundamental importância no momento de concepção estrutural, de maneira geral conforme (Sphor, p.18) deve-se considerar os seguintes itens:
a) limitações impostas pelo projeto arquitetônico;
b) adequação do sistema estrutural escolhido para cada pavimento;
c) análise da interface entre a estrutura e projetos de instalações hidráulicas, elétricas, ar condicionado, etc;
d) adequação da interface de vedação interna e externa com a estrutura; e) Construtibilidade (facilidade de execução)
Seguindo este roteiro que já é um consenso entre os profissionais, muitos erros e contra tempos podem ser evitados, deve-se ter em mente que a estrutura não pode atrapalhar a funcionalidade desejada para edificação no momento do projeto arquitetônico, mas que
também é interessante discutir soluções que otimizem o desempenho da estrutura e tornem o processo exequível e funcional.
Giongo (2007, p.1) destaca que em edifícios usuais de concreto armado, os elementos estruturais, que compõem o sistema estrutural global, são formados pelas lajes, vigas pilares ou a união destes elementos, como por exemplo, as escadas que são compostas por lajes e vigas. Os pilares, junto ao nível do terreno ou abaixo dele se houver subsolo, são apoiados em sapatas diretas ou blocos sobre estacas para transferir as ações ao solo.
Cada elemento deve ter sua função compatível com os esforços que serão solicitados, a segurança é garantida quando a questão dos estados limites últimos e de serviço estão garantidas dentro da margem de segurança definidos em norma.
Qualquer ponto de análise que seja relevante deve ser verificado, evitando-se alterações posteriores na geometria, que comprometam os demais projetos. O modelo de cálculo a ser utilizado deverá corresponder à complexidade da estrutura, contemplando os critérios necessários para que se garanta o adequado comportamento em serviço.
Na análise da estrutura em serviço, deve-se considerar os efeitos a longo prazo para deformações, variações térmicas e retração, a fim de evitar o surgimento de fissuras entre a estrutura e os elementos de vedação.
Sempre que possível deve-se fazer os pilares alinhados ligados por vigas, pois formam os pórticos, que resistem bem às ações do vento e às outras ações que atuam no edifício.
Segundo Pinheiro, (2007), estrutura é a parte resistente da construção e tem as funções de resistir às ações e as transmitir para o solo. Em edifícios, os elementos estruturais principais são:
- Lajes: são placas que, além das cargas permanentes, recebem as ações de uso e as transmitem para os apoios; travam os pilares e distribuem as ações horizontais entre os elementos de contraventamento;
- Vigas: são barras horizontais que delimitam as lajes, suportam paredes e recebem ações das lajes ou de outras vigas e as transmitem para os apoios;
- Pilares: são barras verticais que recebem as ações das vigas ou das lajes e dos andares superiores as transmitem para os elementos inferiores ou para a fundação; Fundação: são elementos como blocos, lajes, sapatas, vigas, estacas, etc., que transferem os esforços para o solo.
3.1.6.2 Sistema convencional com lajes pré-moldadas treliçadas
Conforme o item 14.7.7 da NBR-6118:2003 as lajes nervuradas podem ser moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas. A zona de tração (região abaixo da linha neutra) é constituída por nervuras dispostas em uma ou duas direções com espaçamentos regulares formando vazios entre si, sendo colocado, um material inerte para o preenchimento dos mesmos.
Este modelo permitiu aumentar a produtividade e reduzir custos, passou-se a utilizar nervuras pré-moldadas, compostas geralmente por treliças, nas edificações de pequeno e médio porte, ao invés de outras modelos já bem estabelecidos como a laje maciça.
De acordo com Spohr (2008, p.34), os fios longitudinais superiores ∅sup, além de garantirem rigidez ao conjunto, podem ainda colaborar como armadura resistente ao momento fletor negativo após a retirada dos escoramentos, e também como armadura de compressão durante a montagem e concretagem da estrutura treliçada.
As diagonais ∅diag, além de colaborarem como armaduras resistentes à força cortante, servem para promover uma perfeita ligação entre o concreto do elemento pré-moldado e o concreto de capeamento, já os fios longitudinais inferiores ∅inf colaboram como armadura resistente ao momento fletor positivo.
Entre as principais vantagens do sistema estão a diminuição do peso da laje, gerando alivio na carga atuante sobre a estrutura, facilidade de encontrar mão de obra, redução de prazos de execução e preço mais acessível dentre as possibilidades de uso para uma mesma finalidade.
Figura 6 – Laje com armação treliçada
3.1.6.3 Sistema estrutural com lajes nervuradas
Lajes Nervuradas são formadas por um conjunto de nervuras em uma ou duas direções, formando espaços entre as mesmas nos quais são utilizados elementos inertes como enchimento. Nos softwares de cálculo estrutural o processo funciona de forma análoga a uma grelha onde a laje é composta por barras longitudinais e transversais permitindo resolver estruturas com grandes dimensões em planta, inclusive contornos não regulares, presença de vazios, e interação com as vigas de bordo.
As Lajes nervuradas podem ser apoiadas diretamente sobre os pilares, utilizando-se na região dos apoios maciços de concreto, com objetivo de resistir as tensões de cisalhamento características dessas regiões, ou também podem apoiar-se nas vigas de bordo que contornam a laje. Na figura abaixo tem-se a segunda situação. Franca (1997, p.12) explica que:
A essência da ideia da laje nervurada consiste no emprego de materiais leves de enchimento no que seria a maior parte da zona tracionada das lajes maciças fletidas. Desse modo, como também há a necessidade de se garantir a resistência da laje nervurada aos esforços de cisalhamento, as nervuras devem ter espessura adequada e o espaço livre entre nervuras deve ser limitado. No entanto, como as tensões de cisalhamento nas lajes são em geral muito baixas, a seção transversal das nervuras, mesmo sendo de pequena espessura, na maior parte dos casos é capaz de sozinha suportar a força cortante do trecho de laje correspondente ao espaçamento empregado entre nervuras.
Figura 7 – Laje nervurada
3.1.6.4 Sistema estrutural com lajes maciças
A NBR 6118:2014 indica que as lajes maciças podem ser consideradas como isoladas, fazendo-se compatibilização dos momentos fletores atuantes nas bordas de lajes contíguas, nos casos de estruturas que há predominância da força permanente e face das forças variáveis normais (g > q ).
Giongo (2007, p.94) explica que se admitirmos uma laje engastada nas vigas, os momentos geram uma reação uniformemente distribuída, resultando em um giro pela falta de rigidez a torção, por consequência as lajes também giram, desaparecendo a condição inicialmente admitida de engastamento perfeito.
Figura 8 – Laje isolada
Fonte: Giongo, 2007
A lajes maciças tem como principais vantagens vencer grandes vãos e permitir variadas formas e métodos de utilização, como principais desvantagem do sistema temos o alto peso que estrutura adquire devido ao elevado valor do peso específico do concreto (2500kg/m³).
4 DESENVOLVIMENTO DOS PROJETOS
4.1 PROGRAMA DE NECESSIDADES
(NEUFERT, 1976, pag 18) ―Tudo que o homem cria é destinado ao seu uso pessoal, as dimensões do que fabrica devem, por isso, estar intimamente relacionadas com a de seu corpo‖, o autor descreve isso devido a tamanha importância de se trabalhar a noção espacial, para garantir a funcionalidade a edificação e melhor aproveitar os espaços a favor do homem.
Para elaboração da tabela com o programa de necessidades foi consultada a atual administração, bem como os departamentos ligados ao planejamento e engenharia para debater ideias, com o intuito de ouvir as principais problemáticas da atual situação e as melhorias que os técnicos têm em mente.
Para efeitos de comparação o prédio atual dispõe de 32 salas num total de 900m² de área construída, o novo projeto está prevendo 42 salas num total de 1562,42m², com mais espaço permitindo o desenvolvimento das atividades.
Tabela 5 - Programa de Necessidades
Banheiros adaptados em ambos pavimentos Prever Acessibilidade na edificação
Todos Ambientes possuírem iluminação natural Sala maior reservada para reuniões
Acesso independente na sala de reuniões Banheiro exclusivo para sala de reuniões Antessala para sala de reuniões
Sala reservada para copa/cozinha
Sala Reservada para depósito de materiais Sala Reservada para servidor e informática Sala Reservada para depósito de arquivos Auditório no pavimento superior
Estacionamento adequado ao lado da edificação
4.2 ACESSIBILIDADE E EXIGÊNCIAS PREVISTAS EM LEI
A Lei Federal 10.098/2000 estabelece normas gerais e critérios básicos para a promoção da acessibilidade das pessoas portadoras de deficiência ou com mobilidade reduzida, e dá outras providências. Em seu capitulo IV Artigo 11 determina que a construção, ampliação ou reforma de edifícios públicos ou privados destinados ao uso coletivo deverão ser executadas de modo que sejam ou se tornem acessíveis às pessoas portadoras de deficiência ou com mobilidade reduzida. (BRASIL,2000).
Para elaboração do Projeto também levar em consideração a NBR 9050 que é a Norma estabelece critérios e parâmetros técnicos a serem observados quanto ao projeto, construção, instalação e adaptação do meio urbano e rural, e de edificações às condições de acessibilidade. (NBR 9050/2015).
4.2.1 Banheiros adaptados
Foram reservados 2 banheiros adaptados para deficientes nos dois pavimentos, as portas dos sanitários para pessoas com deficiência serão mais largas com 90cm, possuindo barra de apoio em ambos os lados. No lado externo será fixada, a 1,70 m de altura, a placa de acessibilidade com o Símbolo Internacional de Acesso, conforme norma brasileira NBR 9050. As barras de apoio em aço cromado possuem comprimento equivalente à metade da largura da porta, e chapa de proteção metálica contra choques mecânicos na parte inferior.
Os vasos sanitários também são modelos especiais com assento adequado, nas paredes laterais também devem ser colocadas barras de apoio, a disposição das peças e espaço para manobra mínimo entre os componentes são mostradas na figura abaixo.
Figura 9 – Vista superior BWC PNE
Fonte: NBR 9050/2015
4.2.2 Auditório
A instrução normativa IN 009/DAT/CBMSC especifica em seu item VII que ―para auditórios com cadeiras e com até 100m² de área, de edificações com ocupação diferente de reunião de público, admite-se apenas uma porta de saída para o auditório (com 1,20m de largura), respeitado o caminhamento máximo e lotação‖.
Dentre as várias diretrizes presentes na NBR 9050:2015 destaca-se em seu item 10.3.4.1 que ―espaço para P.C.R. deve possuir as dimensões mínimas de 0,80 m por 1,20 m e estar deslocado 0,30 m em relação ao encosto da cadeira ao lado, para que a pessoa em cadeira de rodas e seus acompanhantes fiquem na mesma direção‖.
Figura 10 – Espaços para P.C.R na primeira fileira
Ainda é obrigatório, a destinação de 2% dos assentos para acomodação de pessoas portadoras de deficiência visual e de pessoas com mobilidade reduzida, como no caso são 14 fileiras com 4 lugares, no total são 56 assentos, ou seja, por arredondamento, foram adotados 2 assentos.
Devido a falta de maiores detalhes sobre esta questão no código de obras do município, procurou-se atender as normas do corpo de bombeiros e de acessibilidade, assim o auditório está de acordo nas questões primordiais, na figura 11 se tem a planta baixa com o layout e afastamentos adotados.
Figura 11 – Projeto do auditório
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
4.2.3 Portas
Todas as portas da edificação seguiram rigorosamente as disposições em norma com as dimensões e posicionamento adequados, conforme item 6.11.2.4 da NBR 9050:2015 ―as portas, quando abertas, devem ter um vão livre, de no mínimo 0,80 m de largura e 2,10 m de altura. Em portas de duas ou mais folhas, pelo menos uma delas deve ter o vão livre de 0,80 m.‖
Todos acessos do hall possuem portas automáticas de correr de vidro de modo a permitir facilidade a acesso de cadeirantes e idosos, porém deve possuir mecanismo que permita a saída ordenada e segura do público em casos de queda de energia.
4.2.4 Rampas
O item 6.6.2.1 da NBR 9050:2015 especifica: ―as rampas devem ter inclinação de acordo com os limites estabelecidos na tabela. Para inclinação entre 6,25 % e 8,33 %, é recomendado criar áreas de descanso (6.5.) nos patamares, a cada 50 m de percurso‖.
Na edificação foi utilizada uma rampa no acesso principal ao hall de atendimento com 1,50m de largura estando acima do mínimo exigido pelo código de obras permitindo na entrada e saída que o cadeirante faça a manobra de forma adequada, deve possuir piso antiderrapante e corrimãos nas laterais, foi adotado uma inclinação de 8,33% para vencer um desnível de 54cm existente entre a base da rampa até o ambiente interno.
Figura 12 – Rampa de acesso ao Hall
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
4.2.5 Elevador
A existência de um elevador é de suma importância para garantir a acessibilidade entre os pavimentos, apesar do custo elevado o equipamento traz diversos benefícios a uma edificação com grande aceso público e ao contrário das rampas, não ocupam muito espaço.
A NBR 9050:2015 em seu item 6.10.2.2 determina que externa e internamente nos elevadores deve haver as seguintes indicações:
a) Instrução de uso, fixada próxima à botoeira;
b) Indicação da posição para embarque e desembarque;
c) Indicação dos pavimentos atendidos nas botoeiras e batentes; d) Dispositivo de chamada dentro do alcance manual.
Figura 13 – Elevador
4.2.6 Circulações e piso táteis
A norma e código de obras municipal exigem que os corredores devem ser dimensionados de acordo com o fluxo de pessoas, para uso público a circulação deve possuir no mínimo 1,50m de largura, no projeto foi adotado 3,00m o que confere mais segurança e comodidade aos usuários.
Os pisos táteis são diferenciados em cor e textura porque tem como função orientar não somente os que não enxergam, mas também as pessoas com baixa visão, é fundamental para dar autonomia e segurança a esta grande parcela da população.
Existem dois tipos de piso tátil, o de alerta e o direcional. Alerta é utilizado em início e término de escadas e rampas de acesso, como o próprio nome já diz, serve para alertar mudanças de direção e informar a presença de obstáculos a frente.
Figura 14 – Escada com sinalização e piso tátil
4.2.7 Vagas de estacionamento
A Lei Federal 10.098/2000 Estabelece em seu Art. 7º: ―Em todas as áreas de estacionamento de veículos, localizadas em vias ou em espaços públicos, deverão ser reservadas vagas próximas dos acessos de circulação de pedestres, devidamente sinalizadas, para veículos que transportem pessoas portadoras de deficiência com dificuldade de locomoção.
Parágrafo único. As vagas a que se refere o caput deste artigo deverão ser em número equivalente a dois por cento do total, garantida, no mínimo, uma vaga, devidamente sinalizada e com as especificações técnicas de desenho e traçado de acordo com as normas técnicas vigentes‖.
Figura 15 – Estacionamento
4.3 IMPLANTAÇÃO NO TERRENO
A implantação foi feita o mais próximo da esquina com a Rua Projetada conforme afastamentos previstos no plano diretor afim de maior ganho de espaço para estacionamento, isso também permite uma série de benefícios como mais ventilação e insolação dentro e fora da obra.
O terreno onde se estuda a possibilidade de implantação possui área total de 6178 m² e a obra área de 1562,42m², sendo 785,65 o pavimento térreo e 776,77m² o pavimento superior, assim a taxa de ocupação do solo ficou 12,72%, estando de acordo com o plano diretor.
O pavimento térreo está na cota 54cm superior ao nível 0 do passeio público, supondo que o meio fio seja de 16cm, a obra fica 70 centímetros em relação ao nível da rua, o que auxilia na questão da visibilidade do exterior para quem está no ambiente interno. Figura 16 – Implantação no Terreno
4.4 PLANTAS BAIXAS
As salas foram projetadas em módulos de 3,80m x 5,60m com o objetivo de facilitar o processo construtivo, pois na medida em que se tem um padrão e este é replicado, agiliza todo o processo construtivo reduzindo consideravelmente o custo da obra.
Um detalhe importante a destacar é que edificações deste porte podem vir a ter sua finalidade modificada ao longo dos anos, como por exemplo após um período abrigando a prefeitura o prédio pode virar uma escola, posto de saúde, e para isso todas as variáveis relacionadas devem ser consideradas, procurando uma forma de conciliar a funcionalidade dentro das possiblidades de recursos existentes.
Figura 17 – Planta baixa pavimento térreo
A ideia de projeto para que o prédio possua 2 entradas / saídas e não somente uma, permite que preferencialmente os funcionários acessem pelos fundos e os demais pela frente, isso evita uma série de problemas de aglomeração e situações inconvenientes que possam ocorrer.
Outra questão vem da necessidade de cumprir a normativa no corpo de bombeiros que exige a existência de no mínimo duas rotas distintas para fuga em eventuais sinistros que apesar de improváveis são possíveis e devem ser considerados.
Figura 18 – Planta baixa pavimento superior
4.5 ESTUDO DA ARQUITETURA
A ideia de possuir fachadas viradas para ambas as ruas permitiu iluminação e ventilação em todas as salas, o que é muito desejável, pois assim se tem ambientes mais saudáveis para trabalho.
Na fachada do Hall de acesso será feita uma pele de vidro do piso até a cobertura, o que confere iluminação natural, mais conforto térmico e, consequentemente, reduzirão o consumo de energia elétrica, pois não haverá tanta necessidade de ligar luzes e equipamentos de ar condicionado.
Figura 19 – Perspectiva superior frontal
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
Buscou-se trabalhar com a simetria nos elementos presentes nas fachadas, primeiramente como forma de otimização da estrutura, por consequência isso proporciona um aspecto arquitetônico mais harmonioso.
Figura 20 – Perspectiva superior dos fundos
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
A pele de vidro é fixada nos perfis estruturais de alumínio que ficam ocultos para quem vê de fora. Ou seja, a fachada fica totalmente envidraçada, adquirindo visual mais leve e limpo.
É importante também a escolha de um material refletivo para os vidros, para tentar dispensar cortinas e persianas, sem comprometer o conforto térmico, permitindo uma boa temperatura no ambiente.
Figura 21 – Fachada para Rua Projetada
As leis prussianas já no princípio do século passado exigiam que desde as janelas dos andares inferiores se pudesse ver o céu (NEUFERT, pag 101) , é desejável que todo local habitado receba a luz do dia, é uma questão de saúde, geralmente os códigos de obras de cada município especificam o fator mínimo a ser obedecido por cada tipo de edificação .
O código de obras de Santo Amaro da Imperatriz no Art. 238 especifica que: ―A soma total das áreas dos vãos de iluminação e ventilação de um compartimento, assim como a seção dos ductos de ventilação, terão seus valores mínimos expressos em fração de área desse compartimento, para áreas habitáveis o vão deve equivaler a 1/6 e áreas não habitáveis 1/8‖.
As salas maiores tem 21,28m² e possuem janelas de 3,00m x 1,38m, totalizando 4,14m² o que corresponde aproximadamente a 1/5 da área, estando de acordo com o estabelecido.
Na cobertura foi proposto um vão para a iluminação zenital, localizada acima da região da escada e elevador no presentes no meio da edificação, a estrutura é composta por barras metálicas de apoio fixadas na estrutura cobertas com telhas de policarbonato transparentes. Além das melhorias como suprir a eventual deficiência de luminosidade naquela região ainda reduz um pouco as cargas sobre a estrutura abaixo.
Figura 22 – Vão para Iluminação zenital
5 PROJETO ESTRUTURAL
5.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Para que fossem apresentados resultados de acordo com o intuito do trabalho, ficou decidido trabalhar com uma edificação de médio porte, com somente 2 pavimentos.
O desenvolvimento do trabalho consiste na interpretação do projeto arquitetônico e das plantas de forma bem como o seu lançamento no programa de cálculo, e assim, extrair os relatórios relevantes ao nosso estudo comparativo.
Foi adotado trabalhar com o software Eberick V8, por ser o programa usado pela UNISUL na disciplina de projeto estrutural e por ser disponibilizado nos laboratórios de informática.
5.2 SOFTWARE EBERICK
Desenvolvido pela empresa AltoQi, fundada em 1989, atualmente é líder no mercado nacional de desenvolvimento de software para construção civil, a AltoQi oferece diversas soluções, dentre elas o Eberick é um software para projeto estrutural em concreto armado moldado in-loco e concreto pré-moldado que engloba as etapas de lançamento, análise da estrutura, dimensionamento e o detalhamento final dos elementos, conforme parâmetros estabelecidos pela ABNT NBR 6118:2014 (http://www.altoqi.com.br).
A versão utilizada foi a do Eberick V8 gold por questão de disponibilidade, esta versão já possui boa parte de todos os recursos presentes nas versões mais atuais que possuem mais implementações principalmente na questão de automatização e otimização de alguns recursos.
5.3 IMPORTAÇÃO DO PROJETO ARQUITETONICO
Em geral a projeto arquitetônico, carrega uma série de informações detalhadas sobre os aspectos do projeto, muitas vezes não relevantes do ponto de vista estrutural, esse excesso de informação costuma-se chamar de poluição, que dependendo da quantidade pode atrapalhar o desenvolvimento do projeto, como exemplo o mobiliário, itens de paisagismo, etc. Para o prosseguimento do trabalho será feita a exclusão destes itens.
Os elementos primordiais de uma arquitetura limpa são as paredes, aberturas e escadas, não sendo necessário cotas e textos de indicação de elevação, por exemplo, quanto menos poluição, mais rápido é o lançamento, a não ser que os itens sejam importantes para que o usuário torne o processo mais ágil e preciso.
Os projetos arquitetônicos e a arquitetura limpa estão nos anexos A e B, respectivamente, o projeto deste estudo se baseia em um edifício público com 42 salas e um auditório no pavimento superior.
5.4 LANÇAMENTO DA ESTRUTURA
Apesar dos avanços exponenciais na tecnologia a cada ano, o processo de lançamento da estrutura ainda é completamente baseado na concepção do projetista, é o projetista que decide dentre uma infinidade de possibilidades o que será adotado no modelo, sendo assim é improvável que uma estrutura tenha os mesmo resultados nas mãos de diferentes profissionais.
Com os arquivos das plantas baixas da arquitetura, que foram desenvolvidas no software AutoCAD, com extensão DWG, iniciou-se o lançamento no software de cálculo Eberick primeiramente importando o arquivo e posicionando todos os pavimentos na mesma origem.
A resistência característica do concreto adotada para o sistema convencional com lajes treliçadas foi de Fck = 30Mpa para toda estrutura ( lajes, vigas e pilares). Os momentos mais relevantes do lançamento da estrutura que servem para elucidar a maneira que o software trabalha serão comentados nos tópicos seguintes.
5.4.1 Pavimentos
Ao abrir o programa já é solicitado através de uma janela de opções que se defina o nome de cada pavimento e a sua respectiva altura, isso já serve como parâmetro que influencia em todos os demais cálculos processados.
A altura é relativa ao pé direito de cada pavimento medido de piso a piso acabado, porém no primeiro pavimento é lançado a altura referente à fundação, os chamados pilares de arranque que podem alterar conforme a geometria e posição no imóvel. O nível inferior do piso térreo foi obtido da arquitetura, estando na cota +0,54m em relação ao ambiente externo. Após lançamento dos níveis principais o programa permite o lançamento de pavimentos intermediários, que são parte de um mesmo pavimento, porém tem a função de permitir inserção de outros elementos como o lançamento de escadas por exemplo.
Neste projeto foram criados 4 níveis conforme Figura 19, sendo eles, térreo, superior, cobertura e caixa d’água, o projeto não possui rebaixamentos de níveis das lajes, todas possuem a mesma cota, o pé direito foi adotado com base nas alturas dos degraus das escadas totalizando 3,06m de piso à piso.
Figura 23 – Lançamento dos pavimentos
5.4.2 Pilares
Existem várias possibilidades de escolha da seção e posição dos pilares, todas devem respeitar as limitações de norma para a seção como principais fatores o lado menor com 14cm e a área de concreto que deve ser maior ou igual a 360 cm², a lógica utilizada neste projeto foi de posicionar os pilares nos encontros de paredes onde existem vigas de forma que o pilar fique embutido nas paredes sempre que possível, deste modo haverá mais área útil nos ambientes e se criará painéis de lajes com áreas semelhantes e vigas com dimensões semelhantes.
O projeto que é objeto deste estudo é bastante usual e não prevê vãos muito grandes de vigas visto que geram maiores seções, uso de aço e aumento nos custos.
Para lançar os pilares deve se executar a preconcepção do projeto, verificar o quanto o projeto arquitetônico restringe as opções de lançamento, como elas se apoiarão e quais as cargas das vigas, seus vãos livres e a interação dos pilares nos diferentes pavimentos. Os pilares são lançados com base na arquitetura, porém as dimensões da arquitetura são do projeto pronto, com revestimentos, reboco, etc., então ao lançar os pilares deve-se espaça-los de uma distância adequada que no caso deste projeto foi adotado 1,5 cm.
Ao lançar um pilar se escolhe um ponto fixo, este ponto fixo pode ser editado após, mas é importante escolher os pontos certos para evitar alterações que reduzam a produtividade nas etapas posteriores, por exemplo, um pilar de canto geralmente não deve ter sua seção aumentada para o lado externo da edificação, então se deve fixar o ponto externo à edificação, deste modo se a seção for aumentada ela não ocasionará mudanças o projeto arquitetônico.
A seção utilizada foi de 17 cm x 50 cm, dimensões arbitradas de acordo com a experiência do projetista, com exceção de alguns pilares chave como os existentes ao lado do elevador e outro presente no Hall principal. A escolha também foi determinada pelo cobrimento de concreto, caso a classe de agressividade ambiental (CAA) fosse elevada e o cobrimento maior, a seção útil seria muito pequena e a resistência do pilar cairia significativamente precisando ser excessivamente armado ou até mesmo não possuindo armadura suficiente para resistir às ações solicitantes, é esperado que a grande maioria dos pilares não suporte as solicitações de cálculo, isto ajudará didaticamente na análise posterior.
Os pilares estão sempre travados por vigas engastados na sua fundação para que evite erros no dimensionamento e a estrutura não se torne hipoestática,
Após terminar o lançamento dos pilares do térreo os mesmos foram copiados para os demais pavimentos a fim de verificar sua compatibilidade com a arquitetura, todos se enquadraram adequadamente devido a simetria da edificação.
Figura 24 – Lançamento dos pilares (parcial)
5.4.3 Vigas
Ao se projetar deve-se ter atenção quanto a altura das vigas, mas por possuir um pé direito considerável as alturas das vigas não são problema para o projeto em questão, a ideia é que as janelas das salas terminem nas vigas, assim não se torna necessário a execução de vergas , somente as contra vergas.
Ao lançar a viga é necessário, como nos pilares, estudar a arquitetura e ver onde se consegue embuti-las nas paredes, pois abaixo e acima de qualquer parede é extremamente indicado haver viga, pois é um elemento com menor deformação que a laje comum, e caso a parede apoie diretamente na laje na primeira dilatação surgiram trincas que podem evoluir para problemas maiores.
Todas as vigas presentes no projeto são axiais e retilíneas, não há presença de vigas inclinadas ou com formato curvo, como nos pilares, também possuem dimensões mínimas de norma, sendo 12 cm em casos normais e 10 em casos excepcionais, neste projeto foram lançadas inicialmente com seção padrão de 17 x 50 cm, devido ao porte da edificação, a uniformização das alturas das seções das vigas e das espessuras das lajes, sempre que possível, contribui para agilizar a execução.
Algumas vigas foram rotuladas em suas extremidades, não transmitindo momentos para os pilares e não necessitando de armadura negativa nas extremidades, deve-se a isso o fato de trabalhar melhor a questão o elevado valor de torção encontrado em alguns elementos.
Figura 25 – Lançamento das vigas (parcial)
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
5.4.4 Lajes
Em relação aos pilares e vigas, o processo de lançamento de lajes é mais ágil, devido depender somente da definição dos contornos entre os elementos estruturais já lançados, devendo somente definir seus carregamentos e estimar a espessura da mesma em função dos vãos e uso.
É importante se atentar aos vazios e detalhes existentes como no caso o beiral neste projeto que possui certas peculiaridades no lançamento, outro detalhe é que a cada mudança deve-se calcular a estrutura como um todo, pois a laje influencia em todos elementos presentes no entorno.
Os carregamentos utilizados no projeto foram obtidos da NBR 6120 (ABNT, 1980), sendo os utilizados neste projeto as sobrecargas de 5 cm de contrapiso mais 1,5cm do piso cerâmico assentado em argamassa, foi estipulado que o conjunto resulta em um
carregamento permanente de 150 kgf/m² (valor, neste caso, fornecido pela contratante) exceto pela região da cobertura que suporta o telhado aonde a carga lançada foi de 200 kgf/m² já incluindo o carregamento referente à estrutura do telhado que é composta por treliças de madeira com telhas de fibrocimento de 6mm.
Em geral no edifício foi adotado como carga acidental o valor de 300 kgf/m² para corredores com acesso ao público, escadas e o fundo do reservatório, também será lançado carga de 150 kgf/m² em áreas sem circulação de pessoas como a cobertura, o fundo e a tampa do reservatório e o beiral, para eventuais cargas adicionais devido a reparos ou reformas. O modelo adotado para a maioria das lajes é a treliçada em duas direções, ficando com altura total de 17 cm, já com a capa de 5cm inclusa.
Como as aberturas nas lajes são shafts que ficam nos bordos adjacentes às vigas foi necessário lançar barras sem rigidez para definir o contorno da laje, isso ocorre no caso do beiral e alçapão de acesso ao reservatório.
Figura 26 – Lançamento das lajes (parcial)
5.4.5 Escadas
O tipo de escada adotado é o mais simples e usual, de fácil execução, possui o formato em ―U‖ com patamar e 9 degraus em cada lance, totalizando 18 degraus com 17cm de espelho cada.
Para o lançamento foi criado o pavimento intermediário no nível 153, lançando com a ferramenta barras o contorno da laje do patamar da escada e após definidos os parâmetros é feito o engaste na viga.
As cargas lançadas nas escadas e patamares estão de acordo com a NBR 6120 (ABNT, 1980), sendo 150 kgf/m² de permanente (revestimento) e 300 kgf/m² de carregamento acidental.
Outro ponto importante é se atentar as normas do corpo de bombeiros, as instruções normativas podem ser acessadas no site do corpo de bombeiros
(http://www.cbm.sc.gov.br/dat/index.php/instrucoes-normativas-in), com destaque para o fato
de que as escadas devem respeitar a fórmula de Blondel.
Figura 27 – Lançamento das escadas
5.5 CARREGAMENTOS
O Lançamento das cargas segue a filosofia do programa, se começa lançando as cargas sobre as vigas, considerando como parâmetro o tipo de alvenaria e espessura de reboco, depois se lança as cargas atuantes sobre a laje, como revestimento e cargas diversas e por ultimo se inclui as cargas acidentais.
Deve-se atentar que a altura da parede nem sempre coincide com o pé-direito da edificação, pois na maioria dos casos há uma viga sobre a parede, portanto essa análise deve ser feita para não super dimensionar a estrutura.
No projeto em questão todas as paredes ficam sobre vigas e possuem a mesma altura de 2,56 m, pois é a diferença de nível entre pisos menos a altura da viga, e espessura de 20 cm, foi lançada a carga em uma única viga e então usada a ferramenta de copiar dados para lançar a carga de modo mais rápido nas outras vigas, no caso de paredes no meio de lajes é necessário lançar manualmente definindo o início e final de cada parede, a altura neste caso é de 2,91 m.
5.5.1.1 Paredes de alvenaria
Para paredes de alvenaria de tijolos cerâmicos furados, a ABNT NBR 6120:1980 recomenda a utilização do peso específico de 1300 kgf/m³.
De forma similar ao aplicado nas estruturas de concreto armado, o programa determina o carregamento das paredes automaticamente, porém, cabe ao projetista identificar pontualmente as medidas de espessura e altura.
As cargas de parede podem ser lançadas sobre vigas, barras ou lajes, o programa calcula automaticamente o peso da parede sendo necessário inserir a espessura, altura e peso específico da parede.
Foi adotado que praticamente todas as paredes possuem espessura de 20 cm, com exceção das paredes internas dos Bwcs, a altura é variável conforme sua posição na estrutura, por exemplo se uma viga tem maior altura resultará em uma parede menor, também em locais como escadas e janelas costuma variar de acordo com a arquitetura.
No processo de lançamento das cargas de paredes, o software abre a janela conforme figura abaixo, onde foram lançadas as informações equivalentes as paredes de alvenaria.
Figura 28 – Lançamento das cargas de parede
Fonte: Janela do Eberick.
As aberturas que possuem mais de 2,00m² foram descontadas na soma de cargas de parede sobre as vigas, com base na arquitetura é feito essa análise para de aliviar os esforços que não existirão na realidade. Todas as aberturas relevantes foram lançadas no programa conforme opção de inserção presente Figura 23, na tabela abaixo estão especificadas as dimensões:
Tabela 6 – Quadro de esquadrias
Nome Base (m) Altura (m)
J1 3,00 1,38
J2 2,60 2,40
J3 1,50 1,40
J4 2,00 0,50
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
5.5.1.2 Peso do revestimento das lajes
O elemento estrutural Laje é responsável por receber as cargas e distribuir para as vigas e / ou pilares conforme o tipo de laje e condição que se encontra a configuração local, a principal carga atuante é a de revestimento que possui um valor fixo ao longo da vida útil da estrutura, considerando que não haverá troca do piso por exemplo.
Tabela 7 – Cargas de revestimentos das lajes
Localização EQUIVALÊNCIA Carga (Kgf/m²)
Salas Acesso ao público
Escola / Sala de aula 130
Circulações Acesso ao público
Escola / Sala de aula 130
Auditório Acesso ao público
Escola / Auditório 150
Reservatório Piso da caixa d’água 130
Banheiros Acesso ao público 130
Fonte: Elaboração do Autor, 2017.
A carga de revestimento é informada no software no momento do lançamento da laje ou editando as propriedades, onde abre uma janela conforme figura abaixo:
Figura 29 – Lançamento das cargas de revestimento
