Cálculo das estruturas

O cálculo das estruturas é essencial em uma construção, mas infelizmente, poucas pessoas dão atenção a eles. Será que isso seria certo? Certamente que não, tendo em vista os riscos que a construção passa a ter.

Cálculo das Estruturas

O cálculo das estruturas é baseado em informações fornecidas pelo cliente, se qualquer variação entre as condições do engenheiro e as fornecidas pelo cliente forem identificadas, esses cálculos poderão ser anulados.

O trabalho de construção não deve ser iniciado até que os cálculos tenham sido aprovados pelo controle de construção.

Todos os trabalhos de construção devem ser realizados por um construtor competente.

O construtor é responsável por todos os apoios temporários e por garantir que a estrutura seja adequadamente suportada durante as obras.

Os cálculos das estruturas são muito variáveis, sendo que o de uma casa seria de todas as formas diferentes de um edifício. Portanto, é preciso um estudo antes de elaborar um com base no que o cliente pede.

Não se pode fazer um projeto de estrutura de qualquer jeito, e modelos de projetos anteriores podem não ser nada úteis nesses modelos. Será necessário então conhecer bem o projeto para elaborar esse cálculo.

As estruturas sujeitas a este tipo de análise incluem tudo o que deve suportar cargas, como edifícios, pontes, veículos, máquinas, móveis, vestuário, estratos do solo, próteses e tecido biológico.

A análise estrutural emprega os campos de mecânica aplicada, ciência dos materiais e matemática aplicada para calcular as deformações de uma estrutura, tensões, reações de suporte, acelerações e estabilidade.

Os resultados da análise são utilizados para verificar a forma física de uma estrutura de uso, muitas vezes impedindo testes físicos. O cálculo das estruturas é, portanto, uma parte fundamental do design de engenharia.

A importância do cálculo das estruturas

Os cálculos das estruturais são fundamentais para fornecer especificações de elementos de construção rentáveis, especialmente no design de aço estrutural.

Os cálculos inadequados ou não podem resultar em uma estrutura subdesenhada aumentando o risco de falha; ou estrutura superdesenhada resultando em custos de construção desnecessários.

Muitos engenheiros se comprometem com soluções rentáveis ​​através de cálculos de engenharia.

Os cálculos estruturais são críticos em questões de engenharia forense e projeto.

O conhecimento profundo das teorias estruturais é importante para fornecer ao cliente uma ampla gama de possibilidades de cálculo, aprimorando a posição do cliente e maximizando os benefícios do mesmo.

Mas, existem algumas possibilidades de cálculo das estruturas para o futuro, devido ao avança da tecnologia e o surgimento de novos softwares mais eficazes. Vamos ver quais são?

Combinações de ações

O cálculo atual se baseia na possibilidade de ocorrência de várias ações simultâneas. As cargas permanentes são sempre consideradas, e as cargas variáveis podem acontecer ou não em diversas posições.

São consideradas as posições que provocam o aumento de solicitações em cada seção do elemento estrutural. Essas combinações são classificadas em “quase permanentes”, “frequentes” ou “raras”.

São especificados atualmente os majoradores de esforços solicitantes para cada tipo de combinação. Por enquanto, não há orientação alguma para saber a probabilidade de ocorrência das combinações.

Em futuro próximo, será possível estabelecer majoradores mais diferentes para cada combinação (incluindo vento, neve, vibração, retração, fadiga, variações térmicas, etc), o que evita as armaduras exageradas.

Isso está para ser objeto de normas futuras quando os computadores tiverem melhores condições, não apenas de calcular os efeitos de cada combinação, mas de determinar sua probabilidade de ocorrência.

Dessa forma, algumas combinações poderão deixar de ser decisivas para o dimensionamento da armadura.

Isso, no entanto, não passe de ilusão atualmente, mas quem sabe no futuro?

Cálculo por incrementos

Atualmente, quando é realizado o cálculo das estruturas, se pressupõe que ela esteja completa.

Quando se estar executando, a estrutura passa por várias fases, podendo ser paralisada em certo estágio por falta de financiamento, por exemplo.

Pode até mesmo acontecer que, no estágio em que parou, essa estrutura seja mais solicitada, não por uma carga vertical, mas por outros carregamentos.

Podemos citar o famoso caso do edifício Ishikawagima, do Japão, que não poderia paralisar antes de chegar ao 36º pavimento, já que poderia entrar em ressonância com o tufão previsto para aquele dado período de paralisação.

Quando foi conseguida a verba necessária para continuar os trabalhos, foi uma “luta” noite e dia, durante o tempo frios de inverno, para evitar que fosse paralisado, para atingir a altura necessária e evitar as vibrações previstas.

Já há condições e algum movimento para adaptar os softwares existentes para efetuar o cálculo por incrementos.

Dessa forma, no projeto, será efetuada a verificação em cada estágio, com os pavimentos já executados, e as armaduras instaladas para o estágio final da construção.

Pode até mesmo ocorrer que, em uma dessas situações, a armadura prevista para a obra completa seja insuficiente para a situação atingida, mesmo com segurança menor do que a do cálculo final.

Trata-se de um requinte de cálculo que, se possuir o programa adequado, não há por que não obedecer.

Mudança de uso

Em alguns casos, depois que a obra está pronta, por exemplo, de um hotel, as condições urbanísticas revelam que a obra seria ainda mais rentável no local pde utilização como salas de escritórios.

A alteração de seu uso causa carregamentos diferentes de admitidos no projeto. É preciso verificar o comportamento da estrutura para a nova utilização.

Quando se tratar de uma obra pronta, não será mais possível modificar os materiais que foram aplicados.

Conhecer as verdadeiras resistências existentes torna possível mudar no projeto os valores que foram especificados e relaxar na segurança, por não haverem mais as incertezas.

As normas devem conter uma cláusula que contemple as novas situações, tendo em vista a estrutura já acabada.

Sismos

No Brasil, os sismos, que sabemos que existem, são pequenos e localizados em algumas regiões determinadas.

As normas não se contemplam a essas regiões. Ainda falta especificar que, naquelas regiões, é preciso ser feita a verificação de esforços adicionais para sismos de um grau previamente especificado.

Isso é ainda mais importante para as torres altas e algumas pontes determinadas.

Conclusão

Deu para perceber então que o cálculo das estruturas são, na verdade, parte importante de qualquer projeto e que os avanços da tecnologia prometem algumas coisas. Não deixe de estudar sobre isso para ser um bom engenheiro.

2018-08-28T14:45:04-03:00