Estabilidade global de edifícios de aço e concreto armado: Avaliação da influência da esbeltez e do tipo de sistema de contraventamento

Abstract

A construção de edifícios mais altos e esbeltos está cada vez mais presente nos grandes centros urbanos. Paralelamente, a análise estrutural dessas edificações carece de métodos, ferramentas e técnicas construtivas capazes de garantir a estabilidade, segurança e bom desempenho em serviço da estrutura. Destaca-se, neste contexto, a estabilidade global das estruturas considerando aspectos como a não linearidade física e geométrica dos materiais. O uso do concreto armado no Brasil é cultura e historicamente o material mais utilizado para construção de edifícios, e tem suas vantagens e desvantagens já bem consolidadas. No entanto, o aço como elemento estrutural tem ganhado espaço no mercado da construção civil e se tornado uma alternativa competitiva frente aos anseios dos novos empreendimentos. A alta resistência mecânica do aço proporciona a construção com elementos esbeltos, com redução nas propriedades geométricas o que torna as estruturas mais suscetíveis a deslocamentos horizontais, consequentemente, influenciando na estabilidade global. Há, portanto, a necessidade de utilização de sistemas de contraventamento para combater os esforços horizontais e viabilizar construções altas. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o comportamento e a estabilidade global de estruturas com três diferentes tipos de sistemas de contraventamento, além da influência da esbeltez e do material estrutural empregado nesse processo. Foram modelados 12 tipos de estruturas em elementos finitos (Software Autodesk ROBOT), variando-se o material empregado (concreto armado e aço), a esbeltez do edifício e o tipo de contraventamento utilizado (pórticos, treliças e núcleos rígidos), e realizadas análises lineares e não lineares (esta pelo método P- ) para a obtenção dos deslocamentos laterais das estruturas. Constatou-se que a utilização de determinados sistemas de contraventamento estrutural é determinante para melhorar bastante a estabilidade das construções, diminuindo em alguns casos em 239,0% o deslocamento, além das influências causadas pela esbeltez, apresentando reduções de até 84,0% e do material estrutural empregado no edifício.