LIVRO: “Concreto Armado – Eu Te Amo: Para Arquitetos”

Falar em Concreto Armado e Sistemas Estruturais, costuma causar preocupação ao longo do curso de arquitetura, sendo que uma das dúvidas mais recorrentes é: “Professora, vai ter cálculo?”.

Observo que é um tema bem mais aprofundado (e querido) dos estudantes de engenharia e outras áreas afins, do que dos estudantes de arquitetura, no entanto é fundamental e primordial no seu estudo, haja vista que o concreto armado ainda é o material mais utilizado no mundo.

No que se refere aos sistemas estruturais, a arquitetura contemporânea tem se mostrado cada vez mais exigente e mais ousada em relação aos projetos.  Além de uma arquitetura diferenciada, a procura por qualidade, economia, inovação, rapidez e sustentabilidade na execução das estruturas, faz parte dessa exigência.

Escada com estrutura em concreto armado.
Foto: Escada com estrutura em concreto armado / Fonte: Guillaume Meurice – (2022)

O conhecimento e estudo das estruturas podem proporcionar uma grande liberdade arquitetônica e seus princípios são fundamentais para viabilizar a criatividade projetual. Podemos considerar que projetar em arquitetura é uma arte, logo é necessário um conjunto de soluções de diversas áreas compatibilizadas, dentre elas a concepção estrutural do partido adotado.

O livro Concreto Armado – Eu te amo: Para Arquitetos, é uma excelente referência para compreender os conceitos gerais e iniciais de concepção estrutural. O autor, Manoel Henrique Campos Botelho, possue uma linguagem clara, didática e objetiva, e aborda desde os conceitos iniciais à aplicação de cálculos de pré-dimensionamento.

Abaixo segue uma síntese dos principais assuntos abordados no livro, lembrando que a leitura completa do livro é essencial para o melhor entendimento.

Livro: Conccreto Armado - Eu te amo: Para Arquitetos
Livro: Concreto Armado – Eu te amo: Para Arquitetos / Fonte: Campos (2022)

PRINCIPAIS CONCEITOS ABORDADOS

  • Esforços mecânicos
  • Trindade de ouro em estruturas de concreto armado
    • Lajes
    • Vigas
    • Pilares
  • As cargas que atuam na edificação
  • Relação estrutural com o seu apoio final no solo
Imagem de execução de estrutura em concreto.
Foto: Execução de estrutura em concreto. / Autor: Rodolfo Quirós (2022)

ESFORÇOS MECÂNICOS

Para compreender o funcionamento de um sistema estrutural é necessário entender os tipos de esforços que este sistema estará submetido, afinal, a estrutura precisa ser planejada de forma que consiga suportar todos os esforços que nela atuam.

O autor trás definições dos esforços de tração, compressão, flexão, torção, cisalhamento e flambagem, sendo estes os que mais atuam nas estruturas.

TRINDADE DE OURO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

O autor se refere como trindade de ouro, aos elementos: laje, vigas e pilares, que compoem as estruturas dos prédios, trabalhando em conjunto para uma efetiva estruturação, através da disctrbuição das cargas e promovendo o equilíbrio. Estes elementos, por sua vez, direcionam posteriormente sua carga as fundações da estrutura.

Trindade de ouro em concreto
Figura: Trindade de ouro em concreto (Laje, Viga e Pilar) / Fonte: FADESP (2015)

Lajes

As lajes, são elementos planos, horizontais, que são responsáveis por suportar toda a sua carga (peso próprio), bem como a carga variável, conhecida como a carga acidental.

No sistema convencional a laje se apoia diretamente sobre as vigas da estrutura, transmitindo a sua carga para este novo elemento. No entanto o livro também aborda sobre exceções possíveis, como a viga invertida e as lajes cogumelo e lisa, sendo que estas últimas dispensam o uso das vigas se apoiando diretamente no pilar, podendo se utilizar de um capitel (laje cogumelo) ou não (laje lisa).

A laje maciça em concreto é o elemento com menor eficiência do sistema, haja vista que possui o maior volume (algo em torno de 50% do volume total), e automaticamente o maior peso próprio da estrutura, sendo responsável por suportar a menor carga, quando comparada aos outros elementos estruturais.

O autor no entanto, também aborda sobre as lajes nervuradas, lajes pré-moldadas do tipo comum e as lajes treliça, trazendo especificações técnicas e tabelas para pré-dimensionamento.

Vigas

O autor aborda sobre vigas, e suas variantes, como ele chama: “as primas pobres das vigas”, sendo estas: as cintas, vergas e a viga-baldrame. Para todas estas ele identifica as diferenças de uso e função, além de soluções para pré-dimensionamento, indicando em função do tamanho do vão, a altura, quantidade de ferro, bitola do aço dentre outras informações práticas.

As vigas função, que são aquelas que atuam diretamente na trindade de ouro, fazendo parte do sistema estrutural principal, são responsáveis por suportar todo o seu peso próprio, e ainda receber toda a carga que vem direcionada das lajes. As vigas então somam as cargas vindas das lajes a sua própria carga e direciona estas para os pilares.

Nas vigas também existem exceções, como as vigas de transição, que também são conhecidas como vigas de alta responsabilidade, pois atuam quando há a impossibilidade do pilar direcionar a carga diretamente até o solo, então a viga de transição suporta a carga do pilar e direcina para o pilar mais próximo.

Outra função importante das vigas é proporcionar o travamento adequado do pilar, para isto, faz-se o cruzamento de vigas na cabeça dos pilares, dispostas em duas direções opostas formando um ângulo de 90º, pois isto dá mais rigidez à estrutura de um prédio.

Pilares

Os pilares são responsáveis por receber toda a carga vinda das vigas e automaticamente das lajes, então direciona essa carga para o elemento de fundação da edificação.

Caso haja mais de um pavimento na edificação, esta carga vai sendo repassada, dos pavimentos superiores até chegar ao térreo, então, os pilares situados no térreo recebem uma maior quantidade de carga. Assim, era comum anteriormente que os pilares variassem suas dimensões em função do pavimento em que se encontravam.

Todavia, este sistema trazia problemas de execução, por falta de padronização entre os pavimentos, logo, optou-se por padronizar alterando-se somente as armaduras de aço.

O autor trás ainda uma tabela prática de dimensionamento de pilares retangulares para pequanas estruturas, o que facilita muito a compreensão do tema. Além de trazer informações sobre pré-dimensionamento de armadura longitudinal e transversal (estribos), com informações todas baseadas na NBR 6118/2014.

AS CARGAS QUE ATUAM NA EDIFICAÇÃO

O autor deste livro discorre sobre as principais cargas que atuam na edificação, sendo estas: Peso Próprio, Carga Acidental, Carga e Vento e Cargas Eventuais.

O que corrobora com a NBR 6120/1980 – Cargas para o cálculo de estruturas de edificações, que divide em carga permanente e carga acidental.

O peso próprio da edificação corresponde a carga permanente, ou seja a carga fixa, que é obtida através da multiplicação do volume da estrura pelo peso específico do material concreto armado, que é equivalente a 2.500kgf/m³.

A Carga Acidental , por sua vez, é a carga variável, que corresponde ao mobiliário, pessoas, e atividades que vão ocorrer em função do uso do espaço, que pode ser obtida na NBR 6120/1980.

A Carga de Ventos, segundo o autor, não precisa sesr considerada para projetos com até 4 (quatro) pavimentos, pois o seu efeito já não é significativo.

As Cargas Eventuais são mais específicas como estruturas de caixa d’água, muro de arrimo, dentre outros.

Todas estas cargas agem sobre a estrutura e por isto devem ser consideradas, aliando ainda aos esforços mecânicos que a estrutura estará submetida.

RELAÇÃO ESTRUTURAL COM O SEU APOIO FINAL NO SOLO

As cargas das edificações tem, no final, que ser transmitidas ao terreno, e isto é feito através das fundações. Se o solo for muito resistente (rocha, argila dura), simples sapatas resolvem o problema. Quando o solo é algo resistente, mas não rochoso, podemos ter que usar: Sapatas; Radier. Se o solo resistente estiver mais fundo, podemos usar pequenas estacas, chamadas de brocas, ou estacas de concreto armado ou de aço, ou de madeiras. Se as cargas forem grandes (prédios muito altos), usaremos a solução tubulão, descarregando a carga total num solo mais resistente e de forma mais distribuída.

Os fatores que governam a escolha da fundação: Cargas; Tipo de solo; Custo, prazo de execução, possibilidade de danos a obras próximas, etc.

Um dos problemas que podem ocorrer com um dimensionamento inadequado destas fundações são os recalques, que é quando a obra afunda depois de pronta, podendo ser milímetros a decímetros.

Podem levar anos (solos argilosos) ou quase que imediatamente (solos arenosos). Podendo ser de duas formas:

  • Recalques homogêneos: que não trazem consequências de esforços adicionais a estrutura; e
  • Recalques diferenciais: trazendo esforços não previstos nas estruturas.

POR FIM…

O livro segue com uma abordagem geral sobre a temática, trazendo muitos outros conceitos, com uma linguagem de fácil entendimento para leigos e profissionais. Leitura mais do que recomendada para quem deseja comprender os conceitos iniciais de estruturas em concreto armado.


REFERÊNCIAS

BOTELHO, Manoel Henrique Campos. Concreto armado eu te amo: para arquitetos. 3. ed. São Paulo: Blucher, 2016. 251 p.

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