Etapas de um projeto estrutural

Projeto estrutural: aprenda passo a passo todas as etapas

José de Moura Estruturas

Antes de entrarmos em todas as etapas de um projeto estrutural, é importante enfatizarmos a definição do mesmo.

Caso prefira, você pode acompanhar esse conteúdo também através do vídeo abaixo:

O projeto estrutural é a documentação composta por um conjunto de pranchas com todas as informações necessárias para execução da estrutura da obra.

No caso de estruturas de concreto estão presentes: planta de locação, planta de forma dos pavimentos contendo as dimensões de todas as peças, elevações da estrutura, detalhamento da armações de todas as peças, entre outros detalhes.

Nesse post comentarei, passo a passo, as fases que estão presentes em todos os projetos estruturais. Você irá aprender desde a primeira etapa, a concepção estrutural, até a última etapa, a emissão das documentações.

O fluxograma apresentado na figura abaixo representa as etapas que veremos no decorrer do post.

Fluxograma das etapas de um projeto estrutural

Fluxograma das etapas de um projeto estrutural

Concepção estrutural

Como primeiro passo do desenvolvimento de um projeto estrutural, já em posse do projeto arquitetônico, o engenheiro inicia a etapa de concepção.

Essa etapa inicia pela definição do sistema estrutural (concreto armado convencional, estrutura metálica, concreto pré-moldado, etc.).

Apesar de ser uma das responsabilidades do engenheiro, muitas vezes essa decisão é tomada por outros envolvidos no projeto, como a construtora do empreendimento.

Também na etapa de concepção estrutural é realizada a locação e o pré-dimensionamento dos elementos estruturais (vigas, lajes, pilares, etc.).

Concepção da estrutura

Concepção da estrutura

Essa etapa serve para que tenhamos um ideia inicial da estrutura, que pode ser utilizada inclusive para um orçamento inicial da mesma.

Soluções para lajes e fundações

Com a grande quantidade de soluções estruturais para lajes, como por exemplo, lajes maciças, lajes nervuradas em uma direção, lajes nervuradas em duas direções.

Para os casos de lajes nervuradas ainda é possível variar o material de enchimento (lajotas cerâmicas, EPS ou isopor, concreto leve, etc.). A definição desse item deve legar em consideração a grande variação no comportamento da estrutura, nos custos do empreendimento e também a disponibilidade na região da obra.

Caso o engenheiro de estruturas também seja responsável pelo projeto de fundações, similar ao descrito acima para as lajes, existe uma grande quantidade de tipos de fundações, podendo ser rasas (sapata, radier, etc.) ou profundas (tubulão, estacas cravadas, estacas moldadas in loco, etc.). Com base no estudo do solo, é escolhido o tipo de fundação que atenda os critérios de segurança e de utilização da edificação e que proporcione uma maior viabilidade econômica.

Ações e combinações

Antes de partimos para a próxima etapa, é necessário definirmos e mensurarmos a que ações nossa estrutura está submetida. A norma brasileira ABNT NBR 8681:2003 classifica as ações em ações permanentes, ações variáveis e ações excepcionais.

Uma vez que, na maioria das situações, uma ação não atua sozinha na estrutura, é necessário combinar essas ações de modo adequado. Um conjunto de ações podem gerar uma grande quantidade de combinações.

Podemos dividir as combinações basicamente em combinações últimas e combinações de serviço. Caso esteja achando os termos familiares, eles são decorrentes do método dos estados limites. No caso, as combinações últimas são aquelas utilizadas na verificação dos estados limites últimos e as combinações de serviço são aquelas utilizadas nos estados limites de serviço.

Apenas como exemplo, a imagem abaixo apresenta algumas combinações geradas pelo software de cálculo estrutural TQS.

Exemplo de combinações gerados pelo software TQS

Exemplo de combinações gerados pelo software TQS

Análise estrutural

Com a concepção estrutural já realizada, esse é o momento de mensurar os efeitos gerados pelas combinações anteriormente levantadas. Podemos descrever esses efeitos como esforços (momentos fletores e torsores, esforços cortantes e axiais) e deslocamentos apresentados pela estrutura para cada combinação aplicada.

Uma excelente indicação para você se aprofundar nesses conteúdos, muitas vezes não abordados na graduação, e além disso, contribuir para o blog, é o livro Informática Aplicada a Estruturas de Concreto Armado

Modelos numéricos

No intuito de realizarmos a análise da estrutura utilizamos modelos estruturais, que basicamente são modelos numéricos para que possamos idealizar o comportamento da estrutura real.

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Calculadora de flexão simples

A escolha de um modelo estrutural adequada nem sempre é uma tarefa fácil. Alguns fatores podem nos ajudar nessa escolha, entre eles podemos apontar:

  • Representação satisfatória da estrutura real;
  • Custo computacional;
  • Facilidade de aplicação;
  • Interpretação dos resultados.

Modelo de vigas contínuas e isoladas

Um modelo muito utilizado na graduação é o de vigas contínuas e isoladas. O motivo da preferência pela utilização deste modelo é que o mesmo pode ser desenvolvido manualmente, além de ser facilmente aplicável e interpretável. Esse modelo possui tais características:

  • A distribuição das cargas das lajes para as vigas é realizada por áreas de influência (método das charneiras plásticas);
  • Os esforços e deslocamentos das lajes são obtidos por processos aproximados, como Czerny e Marcus, etc;
  • As vigas são modeladas como simplesmente apoiadas nos pilares.

Pode-se observar na figura abaixo algumas das consequências das características pontuadas acima:

Modelo estrutural de vigas

Modelo estrutural de vigas

  • Apesar do método das charneiras plásticas possibilitar a consideração de um carregamento triangular, usualmente as cargas oriundas de lajes são consideradas uniformemente distribuídas;
  • Devido a ligação entre pilares e vigas serem consideradas articuladas não existe transferência de momentos fletores da viga para o pilar, não sendo esse o comportamento real da estrutura.

Conclusões

É importante lembrar que a análise estrutural é uma das etapas mais importantes de um projeto estrutural, uma vez que, a obtenção de esforços incorretos geram grandes erros na etapa de dimensionamento.

Dianto do exposto, é importante o conhecimento de quais modelos estruturais se adequam a analise de quais tipos de estrutura e possuir o domínio sobre as limitações desses modelos.

No caso de modelos bidimensionais, é possível resolver manualmente ou a através do software gratuito Ftool.

Resolução de um pórtico pelo software Ftool

Resolução de um pórtico pelo software Ftool

Dimensionamento e detalhamento

De acordo com os esforços obtidos na etapa de análise estrutural, o próximo passo no desenvolvimento de um projeto estrutural é a parte de dimensionamento e detalhamento.

É nesse momento que os esforços obtidos na etapa anterior são utilizados para dimensionar as áreas de aço (válido para estruturas de concreto) e partir para o detalhamento e desenho final das peças.

Mesmo com o enorme ganho de produtividade das etapas de dimensionamento e detalhamento gerado pelo surgimentos de softwares de cálculo estrutural, as futuras edições e verificações são imprescindíveis. Vale comentar que mesmo com a utilização de softwares, a responsabilidade sempre é do engenheiro estrutural.

Emissão da documentação

Com toda a estrutura já detalhada, o produto de um projeto estrutural é um conjunto de pranchas que contem todas informações necessárias para execução da estrutura da obra.

Exemplo de um projeto estrutural

Exemplo de um projeto estrutural

A ART (Anotação de Responsabilidade Técnica) deve sempre estar junto com esse conjunto de pranchas para a entrega ao contratante.

Dependendo do acordado e do tipo de empreendimento, alguns outros documentos devem compor a documentação:

  • Quantitativo de materiais;
  • Memorial de cálculo;
  • Memorial descritivo.

Recado final

Todas as etapas presentes nessa publicação são cobertas através da utilização de softwares comerciais.

Apesar da praticidade gerada pelos softwares, é estritamente necessária um base para utilização correta do mesmo. Por isso, gostaria recomendar o curso Essencial em Concreto Armado do professor Rangel Lages em que você irá aprender a utilizar o software TQS (na minha opinião, o melhor software do mercado) passando por TODAS as etapas (desde a concepção estrutural até elaboração das pranchas) necessárias para o desenvolvimento de um projeto completo.

Qualquer dúvida que você tiver, basta entrar em nossa comunidade no Discord. Apesar de ser uma comunidade pequena estamos sempre procurando pessoas que queiram aprender e agregar conhecimento.

Até a próxima!

Comments 8

  1. Muito obrigado pelo aprendizado, em minha graduação, meu professor enrolou e não explicou quais eram os procedimentos para o projeto estrutural. Buscarei mais informações, abraços.

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      Olá, Gabriel,
      Obrigado pelo comentário,
      Seguindo essa ideia de concepção -> análise -> dimensionamento -> detalhamento -> emissão podemos dizer que o passo a passo se manterá.
      As diferenças serão em como ocorrem cada uma dessas etapas.
      Por exemplo, os modelos, detalhamento e dimensionamentos envolvidos em alvenaria estrutural não serão os mesmos utilizados em concreto armado.
      Espero ter ajudado,
      Abraços!

  2. José Mauro, bom dia!

    Gostaria de saber se você tem como dar consultória em um projeto estrutural residencial e se você trabalha com o cypecad?

    Atenciosamente,

    Engenheira

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