Sistema para Projeto de Edifícios de Alvenaria Estrutural pelo Método dos Estados-Limite: Módulo de Análise e Dimensionamento

Abstract

O crescimento do mercado imobiliário no Brasil, principalmente para as faixas de renda média e baixa é um incentivo ao uso da alvenaria estrutural, em virtude da economia e racionalidade geradas pelo sistema. Esses fatores servem de incentivos às empresas que estão inseridas nesse ramo para investirem em pesquisas, no uso de novos materiais e em processos de análise e dimensionamento mais sofisticados, que permitam avaliar as situações críticas com maior rapidez. Neste contexto, o uso de programas computacionais possibilitam a obtenção de um projeto racionalizado, contribuindo para o incremento dos fatores precisão e eficiência. Até pouco tempo atrás, o dimensionamento da alvenaria estrutural era feito com base no Método das Tensões Admissíveis. Nas normas atuais de alvenaria estrutural de blocos de concreto (ABNT NBR 15961-1:2011) e de blocos cerâmicos (ABNT NBR 15812-1:2010), o método de cálculo utilizado é o Método dos Estados Limites, que possui base semiprobabilística. Este método considera uma estrutura segura aquela que não atinge nenhum estado limite durante a sua vida útil. Neste trabalho apresenta-se uma ferramenta computacional desenvolvida em linguagem AutoLISP e DCL capaz de realizar a análise e o dimensionamento de edifícios de alvenaria estrutural pelo método dos estados-limite. O programa permite a determinação dos esforços em paredes estruturais de alvenaria submetidas às ações verticais (peso próprio e reações das lajes), assim como às ações horizontais (vento e desaprumo). Para as ações verticais, o programa utiliza o método das Paredes isoladas e o método de Grupos de paredes, e para as ações horizontais, permite-se levar em consideração ou não a existência de abas nos painéis de contraventamento. A ferramenta desenvolvida utiliza a mesma plataforma gráfica empregada para os desenhos de projeto em geral (AutoCAD). Dentre outras facilidades, a ferramenta permite, de uma maneira interativa, a interpretação automática dos elementos estruturais da edificação (lajes e paredes) e a distribuição das ações atuantes. O aplicativo permite ainda a geração de um memorial de cálculo para as etapas de obtenção das ações verticais e horizontais e das tensões, além de outro, à parte, para o dimensionamento e as demais verificações. Para validar o módulo, é apresentada uma comparação entre o cálculo manual e os resultados gerados pelo programa para um edifício padrão de alvenaria estrutural de quatro andares. As diferenças encontradas na comparação foram menores que 2,0%. O aplicativo desenvolvido demonstrou grande eficiência, facilidade de uso e rapidez na avaliação de projetos de alvenaria estrutural.

The growth of the real estate market in Brazil, mainly for ranges middle and low income is an incentive to the use of structural masonry, due to the economy and rationality generated by the system. These factors serve as incentives to companies that are inserted in this branch to invest in research, in the use of new materials and processes for the analysis, and more sophisticated dimensioning, which allow the assessment of critical situations more quickly. In this context, the use of computer programs make it possible to obtain a rationalized design, helping to increase the accuracy and efficiency factors. Until recently, the dimensioning of structural masonry was done based on the method of Allowable Stresses. In the Brazilian current standards for structural masonry of concrete blocks (ABNT NBR 15961-1:2011) and ceramic blocks (ABNT NBR 15812-1:2010), the method of calculation used is the Method of Limit States, which has a semiprobabilistic base. This method considers that a safe structure is the one that has not reached any limit state during its lifetime. This work presents a computational tool, developed in the AutoLISP language and DCL, which is able to perform the structural analysis and dimensioning of masonry buildings by the Method of Limit States. The program also allows the determination of the efforts in structural masonry walls, subjected to vertical loads (self weight and reactions from the slabs), as well as the horizontal loads (wind and state of being out of plumb ) . For vertical actions, the program uses the method of isolated walls and wall groups , and for the horizontal actions, allows it to take into consideration whether or not the existence of flange in panels bracing. The developed tool uses the same platform used for the graphic designs in general (AutoCAD). Among other facilities, the tool allows, in an interactive way, the automatic interpretation of the structural elements of the building (walls and slabs) and the distribution of the actions. The application also allows the creation of a memorial of calculating for steps of obtaining the vertical and horizontal actions and the tensions, besides another, aside, for sizing and other checks. Is presented a comparison between manual calculation and the results generated by the program for a four-story masonry building. The differences found in the comparison were lower than 2.0%. The application developed has shown great efficiency, ease to use, and rapid evaluation of masonry designs.