Edição Nº. 24 - Fevereiro/07

Como sempre, a equipe de desenvolvimento está trabalhando a pleno vapor, trazendo em 2007 muitas novidades. Entre os novos produtos, teremos o SISEs, um sistema para pré-moldados, e um sistema para construtoras que integrará o engenheiro estrutural, a construtora e as centrais de corte e dobra.

Furo em viga

Uma das novidades da próxima versão 13 do sistema CAD/TQS é o cálculo completo de furo em viga. Veja, a seguir, um resumo de suas principais características.

O lançamento e a edição dos furos são realizados no modelador estrutural através de novos comandos específicos.

São dimensionadas e detalhadas as armaduras longitudinais sob e sobre os furos, bem como as armaduras transversais nos banzos (superior e inferior) e nas laterais dos furos.

Nos desenhos das vigas, todos os detalhes das armações dos furos são automaticamente gerados. As armaduras transversais (estribos), bem como as armaduras laterais (costela), são coerentemente recortadas nas regiões dos furos.

No editor rápido de armaduras do CAD/Vigas, foram adicionados comandos que permitem a completa edição e o recálculo automático dos furos.

Além disso, foi disponibilizada também uma calculadora genérica de armações em furos de vigas.

Os furos nas vigas e suas respectivas armações são completamente representadas no visualizador 3D.

Calculadora de cortante + torção

No editor rápido de armaduras do CAD/Vigas, versão 13, foi adicionada uma nova calculadora de elementos submetidos à força cortante e à torção, segundo a NBR 6118:2003.

Pilar-parede

No editor de geometria, esforços e armaduras do CAD/Pilar, está sendo desenvolvido um novo comando para a análise de pilares-parede através de um modelo composto por uma malha de barras.

Trata-se de uma alternativa na otimização das armaduras longitudinais e transversais deste tipo de elemento.

Método geral global

A busca por modelos mais refinados que representem uma estrutura de concreto armado de forma mais realista é um paradigma na Engenharia de Estruturas.

Dentro deste contexto, está sendo desenvolvido e testado um novo modelo, denominado inicialmente “método geral global”, no qual as não-linearidades presentes em uma estrutura de concreto armado são analisadas de forma precisa através de um pórtico espacial.

Cada lance de pilar e vão de viga é convenientemente discretizado em várias barras, cada qual com a sua rigidez EI definida de acordo com as armaduras existentes e os esforços solicitantes (momento-curvatura), e não mais pela redução aproximada estabelecida pela NBR 6118:2003 (0,4.EI para vigas e 0,8.EI para pilares).

Os efeitos globais e locais de 2ª ordem são calculados de forma conjunta através de uma análise não-linear geométrica. As vinculações no topo e na base de cada lance dos pilares levam em conta a rigidez de cada ligação e não são mais considerados bi-articulados.

As imperfeições geométricas locais são simuladas no próprio modelo espacial e passam a influenciar todo o conjunto de vigas e pilares.

Visualização de armaduras em 3D

Há tempos os sistemas CAD/TQS têm visualização tridimensional das estruturas. Acrescentamos agora a possibilidade de visualizar armaduras de vigas, pilares e lajes. Como enxergar as armaduras em 3D se elas estão dentro dos elementos estruturais?

Para que as armaduras sejam visualizadas, é preciso primeiro ter todo o dimensionamento, detalhamento e desenho completado. Na chamada da visualização, deve-se selecionar a geração das armaduras no modelo 3D.

Dentro do visualizador, é possível enxergar as armaduras desligando-se os elementos estruturais, ou visualizandoos com o novo parâmetro de transparência.

Como resultado, teremos a visualização de toda ou parte da estrutura com as armaduras geradas.

Temos agora a possibilidade de enxergar o congestionamento de armaduras em certas regiões e as possíveis interferências de formas mais realista.

P-Delta com consideração de rigidez axial

Como sabemos, um edifício não é construído instantaneamente. Assim, a deformação axial dos pilares de um pórtico espacial de um edifício completo não é real, pois os pavimentos são nivelados durante a construção com o peso próprio da estrutura. Este problema é tratado no Pórtico-TQS através de um multiplicador da rigidez axial dos pilares, e que é aplicado exclusivamente nos casos de carga vertical. Em edifícios com distribuição assimétrica de tensões normais entre os pilares, poderíamos encontrar diagramas como estes.

Na análise de não-linearidade geométrica do edifício com o coeficiente ?z, este problema sempre foi tratado corretamente, pois a combinação de carregamentos é a soma linear dos casos, que podem ter matriz de rigidez diferente. Como a análise pelo processo P-? de uma combinação considerava uma estrutura única, este processo não podia ser aplicado em edifícios onde o problema de deformação axial era significativo.

Uma importante modificação foi implantada no sistema Mix do eng. Sergio Pinheiro, que permite agora considerar a correção da rigidez axial dos pilares nas combinações com P-?. O Mix agora processa o P-? em múltiplos passos, onde no primeiro a carga vertical é aplicada com a correção da rigidez, e nos demais é introduzida a carga horizontal e calculado o efeito de 2ª ordem.

Isto aumenta a abrangência do processo P-?, que permite analisar a não-linearidade geométrica em muitos casos onde o uso do ?z seria limitado, tais como edifícios altos com efeito de 2ª ordem excessivamente alto.

O sistema Mix é utilizado pelos sistemas CAD/TQS para resolução do pórtico espacial.

Comparação de desenhos

Alguma vez você já recebeu uma revisão de um desenho complexo de arquitetura e teve de alterar o projeto estrutural sem ter certeza do que mudou de uma revisão para outra? Por exemplo, com um desenho de arquitetura em escala 1:500.

Não é uma situação desejável de projeto, mas temos de lidar com ela. Por sugestão de um brilhante colega engenheiro, implantamos um comando que compara dois desenhos. Simplesmente carregamos o desenho da revisão anterior e o da atual, e chamamos o comando de comparação.

O editor abre os desenhos em duas janelas iguais e sincronizadas, com manchas vermelhas em torno das diferenças. Vamos aproximar a região do exemplo e observar os detalhes, desligando as diferenças.

Neste exemplo, vemos apenas uma inocente movimentação de uma parede e dois pilares que estavam junto dela.

O comando comparador de desenhos mostra os itens que existem em um desenho e não em outro, e os que são diferentes, do ponto de vista de cada desenho. As manchas vermelhas são mantidas proporcionais à tela, de modo que são visíveis mesmo com nível de zoom muito alto, e permitem observar detalhes após aproximação.

Cálculo automático de coeficientes de arrasto de vento

Introduzimos no sistema um programa para cálculo automático de coeficientes de arrasto de vento. Este programa foi desenvolvido por Marcelo Carvalho, do escritório Dácio Carvalho Soluções Estruturais, de Fortaleza, CE.

Na edição dos dados do edifício, na janela de dados de vento, temos um novo botão que nos levará à tela de cálculo.

Nesta tela, temos os ábacos para cálculo de coeficientes de arrasto em edificações paralelepipédicas para vento de baixa e alta turbulência, conforme as figuras 4 e 5 da NBR 6123:1988.

Os coeficientes de arrasto são obtidos por interpolação linear do ábaco a partir das relações L1/L2 e H/L1, que são as medidas do paralelepípedo envolvente da edificação. Estas medidas devem ser fornecidas manualmente, ou para edifícios já lançados através do Modelador, obtidas automaticamente apertando-se o botão “Estimar”.

O botão “Calcular” aciona o cálculo, e os resultados, mostrados no quadro “Coeficientes de arrasto CA”, são levados automaticamente para o carregamento de vento atual com o botão “Ok”.

Sistema de pré-moldados

Estruturas pré-moldadas são uma ótima solução para diversos tipos de empreendimentos comerciais e industriais, proporcionando economia e rapidez de execução. Estamos desenvolvendo uma nova ferramenta de projeto para estruturas pré-moldadas.

O projeto de estruturas pré-moldadas difere significativamente do de estruturas moldadas in loco, na medida em que elementos pré-moldados precisam ser dimensionados considerando o processo de fabricação, transporte, montagem e as diferentes solicitações durante as etapas construtivas. As peças devem ser concebidas visando não apenas economia de materiais, mas também facilidade e rapidez no processo de fabricação e montagem.

Da mesma maneira que nos projetos de estruturas moldadas in loco, é necessário garantir a rigidez e estabilidade da edificação, adequação aos estados limites da norma, e segurança contra a possibilidade de colapso progressivo.

Para quem conhece o sistema CAD/TQS, a operação do sistema será simples, com lançamento da estrutura através do Modelador e elementos pré-moldados identificados por atributos adicionais. O primeiro conceito do sistema são as regiões estruturais e etapas construtivas que, por hipótese, serão verificadas separadamente.

Supondo que esta estrutura seja construída e solidarizada da esquerda para a direita, poderíamos dividi-la em três regiões.

Como hipótese de projeto, poderíamos verificar separadamente a estrutura funcionando em 3 etapas.

As etapas construtivas têm um carregamento diferente, controlado pelo engenheiro:

A estrutura será lançada apenas uma vez no sistema, mas a geração dos 3 modelos intermediários e um da estrutura acabada, considerando articulações durante a montagem, engastamentos parciais nas etapas solidarizadas e carregamentos intermediários e finais, será feita automaticamente.

No dimensionamento e detalhamento de vigas e pilares, será considerada a envoltória de detalhamento de todas as etapas construtivas. Certos detalhes de modelagem, como a consideração de vigas solidarizadas sempre articuladas ao peso próprio, também são considerados.

Cada um dos modelos estudados é armazenado na árvore do edifício sob um ramo diferente.

Vigas e pilares pré-fabricados geralmente têm uma seção definida pelo fabricante. O sistema permite catalogar bibliotecas de fabricantes e escolher seção qualquer para estes elementos.

As peças pré-moldadas têm detalhes especiais tais como consolos, dentes gerber, furos para levantamento, alças de içamento, tubulação de água pluvial, etc.

Uma dificuldade ocorrente em todo projeto de pré-moldados é agrupar corretamente peças de mesma geometria e detalhes. Esta tarefa será feita automaticamente pelo sistema. Entre as peças agrupadas, o engenheiro deve escolher, por critério de economia e facilidade de fabricação, quais receberão a mesma armação. Cada peça agrupada será detalhada pela envoltória do grupo, considerando todas as etapas construtivas.