Projete paredes de transferência facilmente utilizando o BIM Link do ETABS

Parede de Transferência

O dimensionamento de paredes de transferência é um tema complexo porque estas frequentemente se comportam como regiões D, onde a hipótese de secção plana não é válida, pelo que as fórmulas empíricas normais presentes nos códigos de dimensionamento não podem ser utilizadas. Isto significa que a funcionalidade de dimensionamento no software global de MEF, que frequentemente utiliza hipóteses de dimensionamento de vigas ou pilares, não é adequada para este problema.

Na parede apresentada acima, os engenheiros dispõem de duas opções para o seu dimensionamento. A primeira é utilizar o método Escora-e-tirante, que embora seja um método adequado e correto, envolve muito trabalho manual e tentativa-erro, o que pode ser moroso. A segunda consiste em utilizar uma aproximação no software global de MEF, avaliando as tensões principais de tração para determinar os requisitos de armadura e verificando que as tensões principais de compressão se mantêm abaixo da resistência de cálculo do betão.

A segunda opção parece uma escolha mais prática e eficiente em termos de tempo, mas encerra um perigo oculto.

Tração transversal

Quando o betão é submetido a compressão elevada, experimenta frequentemente deformações de tração na direção perpendicular, o que se designa por tração transversal. Quando isso acontece, começam a formar-se microfissuras e o betão torna-se menos confinado e mais fraco à compressão. Este efeito, conhecido como amolecimento à compressão, significa que o betão fendilhado não consegue suportar tanta força de compressão como o betão não fendilhado. Nos códigos de dimensionamento, este efeito é considerado no dimensionamento de, por exemplo, uma viga-parede. Nas escoras e nós de vigas-parede, utiliza-se um fator k no Eurocódigo (ou β no ACI) com diferentes valores, consoante a situação, para reduzir a capacidade máxima de compressão do betão devido ao efeito de amolecimento à compressão.

IDEA StatiCa Detail

IDEA StatiCa Detail utiliza o CSFM (Método do Campo de Tensões Compatível), que consegue tratar com precisão tanto as regiões B como as regiões D. O Detail incorpora também os efeitos de amolecimento à compressão na sua análise através de um fator kc2, proporcionando assim uma avaliação mais realista e segura da capacidade das escoras comprimidas de betão.

O IDEA StatiCa 25.1 disponibiliza a importação de elementos de parede do ETABS para o IDEA StatiCa Detail. Através deste BIM Link, os engenheiros podem importar facilmente paredes do ETABS para uma análise mais aprofundada no IDEA StatiCa Detail.

Apresenta-se abaixo a mesma parede importada do ETABS e analisada no IDEA StatiCa Detail. É possível observar no canto superior esquerdo que, com a armadura base fornecida, a análise ULS evidencia rotura mesmo com tensões de compressão semelhantes (cerca de 15 MPa). Qual a razão?

Esta rotura em ULS é precisamente causada pela consideração do efeito de amolecimento à compressão através do fator kc2, que reduz a capacidade do betão por um fator de 0,75. Assim, a capacidade do betão passa a ser σc,lim = fcd x k2 = 20 x 0,75 = 15 MPa. É por isso que, com uma tensão de compressão de 15 MPa, a utilização (σc/σc,lim) é apresentada como 99,5%.

A solução consiste em adicionar armadura suplementar para aliviar parte da tensão de compressão no betão. Desta forma, a parede de transferência pode satisfazer a verificação normativa, conforme apresentado abaixo. A necessidade de adicionar armadura de compressão suplementar seria de outra forma ignorada se os engenheiros não utilizassem o IDEA StatiCa Detail.

Se não tiver reparado, no canto superior esquerdo, o resultado SLS, que inclui a limitação de tensões, a deformação (com efeito de longa duração) e a largura de fendas, é também considerado no IDEA StatiCa Detail. O resultado SLS é algo que as outras duas abordagens descritas acima não conseguem produzir. 

Assim, ao utilizar o IDEA StatiCa Detail, os engenheiros ficam completamente informados sobre o comportamento da sua parede de transferência, não apenas em ULS, mas também em SLS.

Relatório

Uma vez concluído o dimensionamento, os engenheiros podem produzir um relatório completo com todos os resultados da análise para submissão. Adicionalmente, pode também ser gerada uma lista de materiais para as armaduras para fins de fabrico.

Conclusão

O dimensionamento de paredes de transferência exige uma atenção cuidada às complexas interações de tensões que ocorrem nas regiões D. Abordagens simplificadas ou a utilização direta de resultados de software global de MEF podem ignorar efeitos importantes como o amolecimento à compressão, conduzindo a uma sobrestimação da capacidade do betão. Ao utilizar o IDEA StatiCa Detail e a sua análise baseada no CSFM, os engenheiros podem contabilizar com precisão estes comportamentos não lineares, garantindo que os requisitos tanto de ULS como de SLS são devidamente verificados.

Recursos

• Tutorial para o BIM Link do ETABS para o Detail