CRITÉRIOS DE CONCEPÇÃO DE ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS 
Autor: Eddy HG | Publicado: 2015-02-18T22:02:00-08:00

As estruturas de edifícios devem ser concebidas para possuir um comportamento adequado face às cargas verticais e horizontais a que poderá vir a estar sujeita. Uma boa concepção sísmica terá de garantir&nbsp; um&nbsp; adequado&nbsp; comportamento&nbsp; dinâmico da&nbsp; estrutura.&nbsp; Este&nbsp; traduz-se&nbsp; pelo&nbsp; facto de os primeiros modos de vibração apresentarem essencialmente movimento de translação com reduzida componente de torção. Para tal, aconselha-se a consideração de alguns princípios, nomeadamente, uma boa&nbsp; ligação entre os elementos,&nbsp; redundância estrutural,&nbsp; simetria e uniformidade em planta e altura.A nível da&nbsp; ligação entre elementos, pode referir-se a&nbsp; ligação entre duas paredes ortogonais. Caso esta&nbsp; ligação&nbsp; seja eficiente, a&nbsp; rigidez dessas duas paredes em&nbsp; conjunto é muito&nbsp; superior à&nbsp; rigidez das&nbsp; duas&nbsp; paredes&nbsp; consideradas&nbsp; em&nbsp; separado.&nbsp; Para&nbsp; este&nbsp; efeito&nbsp; é&nbsp; importante&nbsp; que&nbsp; em&nbsp; termos geométricos e de disposição de armaduras se assegure um correcto funcionamento na ligação entre paredes.Por seu&nbsp; lado, a&nbsp; ligação de um núcleo vertical aos pisos deve&nbsp; também ser o mais eficaz possível o que&nbsp; por&nbsp; vezes&nbsp; se&nbsp; torna&nbsp; difícil,&nbsp; como&nbsp; nos&nbsp; casos&nbsp; em&nbsp; que&nbsp; a&nbsp; implantação&nbsp; da&nbsp; coluna&nbsp; de&nbsp; serviços&nbsp; se localiza junto ao núcleo de escadas, frequentemente sugerido pelos arquitectos, constituindo assim uma abertura de dimensões&nbsp; razoáveis que&nbsp; impedirá uma&nbsp; eficiente&nbsp; transmissão de esforços entre este núcleo e a laje como se ilustra na figura 2.2.


A&nbsp; redundância&nbsp; estrutural&nbsp; passa&nbsp; por&nbsp; criar&nbsp; alternativas&nbsp; na&nbsp; transmissão&nbsp; de&nbsp; cargas&nbsp; para&nbsp; o&nbsp; caso&nbsp; de existir alguma falta de resistência num elemento estrutural. Esta traduz-se num número superior de ligações que uma estrutura possui para além das necessárias para equilibrar as cargas aplicadas. O&nbsp; efeito&nbsp; do&nbsp; comportamento&nbsp; assimétrico&nbsp; de&nbsp; estruturas,&nbsp; usualmente&nbsp; referido&nbsp; como&nbsp; tendo&nbsp; torção,&nbsp; é inconveniente do ponto de vista da&nbsp; resposta à acção sísmica.&nbsp; Isto deve-se ao&nbsp; facto de os pilares mais afastados do centro de rotação sofrerem esforços e deslocamentos mais elevados o que pode dificultar o seu dimensionamento e a adequada pormenorização. Como estudado no capítulo 7 da&nbsp; presente dissertação,&nbsp; para&nbsp; evitar&nbsp; este&nbsp; efeito&nbsp; é&nbsp; fundamental&nbsp; dotar&nbsp; as&nbsp; estruturas&nbsp; com&nbsp; rigidez&nbsp; tanto quanto&nbsp; possível&nbsp; distribuída,&nbsp; simetricamente&nbsp; nas&nbsp; duas&nbsp; direcções,&nbsp; no&nbsp; sentido&nbsp; de&nbsp; fazer&nbsp; coincidir&nbsp; os alinhamentos de&nbsp; mobilização&nbsp; das&nbsp; forças&nbsp; de&nbsp; inércia&nbsp; com&nbsp; a&nbsp; resultante&nbsp; das&nbsp; forças&nbsp; de&nbsp; restituição elástica, ou seja, fazer coincidir o centro de massa dos pisos com o centro de rigidez dos elementos verticais subjacentes. Este procedimento é, por vezes, difícil de impor totalmente tendo em conta a irregularidade das estruturas e a compatibilização com a arquitectura, gerando-se a possibilidade de dimensionar&nbsp; as&nbsp; estruturas&nbsp; de&nbsp; modo&nbsp; a&nbsp; acomodar&nbsp; alguma&nbsp; torção.
Mesmo que as&nbsp; considerações anteriores&nbsp; sejam verificadas, existem sempre&nbsp; factores que poderão provocar&nbsp; torção na estrutura,&nbsp; tais&nbsp; como o movimento diferenciado do&nbsp; solo, o&nbsp; facto dos elementos estruturais de ambos os lados da estrutura não plastificarem simultaneamente induzindo diferenças de rigidez temporárias e o facto de a normal utilização do edifício poder criar assimetrias de massa. Como&nbsp; tal, é aconselhável dotar as estruturas de uma&nbsp; importante&nbsp; rigidez de&nbsp; torção através da colocação de elementos resistentes o mais afastado possível do centro de rigidez.A&nbsp; geometria&nbsp; do&nbsp; edifício&nbsp; em&nbsp; altura&nbsp; é&nbsp; um&nbsp; factor&nbsp; preponderante&nbsp; do&nbsp; comportamento&nbsp; sísmico&nbsp; de&nbsp; uma estrutura.&nbsp; Uma&nbsp; variação&nbsp; brusca&nbsp; na&nbsp; área,&nbsp; e&nbsp; consecutivamente&nbsp; na massa,&nbsp; de&nbsp; um&nbsp; piso&nbsp; poderá&nbsp; ter implicações muito&nbsp; nefastas&nbsp; na&nbsp; transmissão&nbsp; das&nbsp; cargas&nbsp; dos&nbsp; pisos&nbsp; superiores&nbsp; para&nbsp; as&nbsp; fundações, particularmente se essa alteração&nbsp; implicar uma variação brusca de rigidez. No&nbsp; 7.3 estuda-se um modelo estrutural com estas características.Verifica-se que os esforços resultantes da acção sísmica crescem de cima para baixo. Como tal, a existir variação de rigidez em altura deverá acompanhar a variação dos esforços e nunca o oposto. Tendo em conta as actuais exigências do ponto de vista da arquitectura, nem sempre é fácil garantir este requisito. A título de exemplo refira-se a supressão de um pilar ao nível do rés-do-chão como se ilustra na figura 2.3, onde o tipo de utilização destes espaços frequentemente o impõe, como no caso dos hotéis onde a malha de vãos optimizada para os quartos dos andares superiores se torna incompatível&nbsp; com&nbsp; a&nbsp; utilização&nbsp; do&nbsp; piso&nbsp; térreo.&nbsp; Estas&nbsp; variações&nbsp; terão&nbsp; de&nbsp; ser&nbsp; compensadas&nbsp; com&nbsp; o aumento de rigidez dos elementos verticais entre esses pisos.


Os&nbsp; pisos&nbsp; dos&nbsp; edifícios&nbsp; desempenham&nbsp; um&nbsp; papel&nbsp; fundamental&nbsp; na&nbsp; resistência&nbsp; à&nbsp; acção&nbsp; sísmica&nbsp; no sentido em que compatibilizam os deslocamentos em&nbsp; todos os elementos verticais, distribuindo os esforços horizontais pelos elementos, proporcionalmente à sua rigidez. Este facto resulta da grande rigidez das&nbsp; lajes no planto horizontal que&nbsp; impõem um comportamento quase de corpo rígido. Para se&nbsp; garantir&nbsp; este&nbsp; comportamento&nbsp; é&nbsp; necessário&nbsp; que&nbsp; a&nbsp; geometria&nbsp; em&nbsp; planta&nbsp; possua&nbsp; determinadas características,&nbsp; nomeadamente,&nbsp; que&nbsp; apresentem&nbsp; formas&nbsp; convexas&nbsp; e&nbsp; compactas,&nbsp; por&nbsp; exemplo rectângulos com lados de comprimentos semelhantes ou círculos. Plantas com formas em L, T ou U ou com uma dimensão muito superior à outra,&nbsp; têm grandes dificuldades em garantir o requisito de corpo rígido. Deste modo, é necessário conceber uma distribuição de rigidez adequada de modo a reduzir os efeitos da&nbsp; torção, como se viu anteriormente, e diminuir a concentração de esforços na zona&nbsp; das&nbsp; reentrâncias.&nbsp; Alternativamente,&nbsp; poder-se-ia&nbsp; dividir&nbsp; a&nbsp; estrutura&nbsp; em&nbsp; sub-estruturas independentes&nbsp; e&nbsp; com&nbsp; formas&nbsp; em&nbsp; planta&nbsp; mais&nbsp; convenientes,&nbsp; através&nbsp; da&nbsp; criação&nbsp; de&nbsp; juntas&nbsp; de dilatação&nbsp; entre&nbsp; elas. Contudo&nbsp; essa&nbsp; solução&nbsp; apresenta-se&nbsp; por&nbsp; vezes mais&nbsp; onerosa&nbsp; em&nbsp; termos&nbsp; de construção, de&nbsp; funcionalidade da arquitectura, e em manutenção. No&nbsp; 7.4 analisa-se um modelo estrutural com planta em forma de L estudando-se alguns dos efeitos acima referidos.