Análise de estabilidade: contraventamentos treliçados em edifícios com estruturas de aço

Abstract

O avanço tecnológico de ferramentas e métodos de dimensionamento de estruturas, agregados a necessidade de melhorar o aproveitamento das áreas construídas na construção civil, resulta na projeção de edifícios cada vez mais altos e esbeltos. Nesse contexto, a alta resistência mecânica do aço permite a determinação de seções transversais com menor inércia em comparação a elementos de concreto armado, como consequência a estrutura fica mais suscetível a deslocamentos horizontais, o que interfere na estabilidade global. Para compensar a rigidez perdida, os edifícios estruturados em aço necessitam de sistemas de contraventamento, como por exemplo, a introdução de treliças verticais nos vãos da edificação, alternativa bastante utilizada nas construções metálicas. Nesse cenário, o objetivo do presente trabalho foi avaliar diferentes disposições de contraventamento treliçado em estruturas de aço na estabilidade global de edifícios. Para tanto, foram definidos 6 (seis) modelos estruturais com diferentes disposições de contraventamento a partir de uma arquitetura retangular sujeita a carregamentos característicos de um edifício residencial. Os modelos foram dimensionados atendendo aos requisitos do ELU e ELS, conforme a NBR 8800 (ABNT, 2008). A modelagem computacional foi feita no software SAP 2000 v20.2 para análise de esforços internos e deslocamentos. Como resultado, os modelos II e III apresentaram-se mais eficientes, sendo esses, os únicos classificados como de pequena deslocabilidade. Sobre os deslocamentos horizontais máximos das estruturas, a maior diferença observada foi entre os modelos III e IV, onde verificou-se uma redução de aproximadamente 283% no deslocamento do 20º pavimento do modelo III. Quanto ao peso total dos elementos estruturais, o modelo II apresentou-se o mais leve e o modelo I o mais pesado, atingindo os valores de 56,75 kg/m² e 59,91 kg/m², respectivamente. Diante dos resultados, foi possível constatar que a aplicação de barras de contraventamento alternadas em todos os módulos de uma fachada, melhora significativamente a estabilidade global da estrutura, assim como, os principais fatores que influenciam na estabilidade são os perfis de contraventamento e os perfis dos pilares mais próximos das fundações, especialmente aqueles contidos nos planos de contraventamento.