Como contraventar uma estrutura?

Quando são analisados edifícios esbeltos, a preocupação inicial na definição da estrutura é garantir a estabilidade global do conjunto, sem afetar consideravelmente o dimensionamento e o custo final do projeto. Para isso, a concepção estrutural deve prever um sistema de contraventamento adequado que permita reunir essas características.

Num contexto geral, existem várias soluções possíveis para a concepção de sistemas de contraventamento que podem ser constituídas de pórticos formados por pilares e vigas, pilares-parede, enrijecedores inclinados formando treliças, núcleos rígidos formados pela associação de pilares-parede ou ainda a utilização de sistemas tubulares, formados pela associação de elementos rígidos no contorno das fachadas. A adoção por um ou mais desses sistemas em edifícios depende essencialmente do formato e da altura da edificação.

Dentre os sistemas comumente utilizados em edifícios convencionais, com até 30 pavimentos, destaca-se a associação de vigas e pilares formando pórticos, que podem estar associados ou não à utilização de pilares de grandes dimensões (pilares-parede).

Contraventamento por pórticos

O sistema de contraventamento a partir da formação de pórticos exige a análise detalhada dos vínculos adotados nas ligações "Pilar-Viga". Para garantir a estabilidade da estrutura por meio deste sistema, é imprescindível que os vínculos sejam devidamente definidos, levando em consideração a necessidade de ligações rígidas ou flexíveis específicas para cada caso, que garantam o adequado comportamento do conjunto. Quando essa análise não é feita, ou simplesmente realizada de maneira incorreta, a estabilidade global até pode ser alcançada, porém diante de um mal dimensionamento da estrutura, o que pode tornar a solução inadequada ao projeto. Neste sentido, o artigo Como enrijecer uma estrutura deslocável? fornece algumas medidas para enrijecer a estrutura e atender a esses requisitos.

Para tomar estas medidas, é importante que os elementos de contraventamento estejam bem definidos, de modo que as alterações sejam aplicadas sobre os pilares e vigas corretos. Desta maneira, obtém-se um resultado mais satisfatório, sem a necessidade de grandes alterações na seção dos elementos. Na planta de fôrma abaixo, por exemplo, podemos destacar os pórticos formados pela concepção adotada:

Pilares de grandes dimensões

Já a adoção de um sistema de contraventamento a partir de pilares de grandes dimensões - pilares-parede - normalmente resolve a maior parte dos problemas de estabilidade em edifícios elevados. Contudo, dependendo de como é utilizado esse sistema no modelo, pode ocorrer um superdimensionamento desses elementos e cargas exageradas nas fundações, resultado esse que geralmente acaba por inviabilizar o projeto final.

Ao abrir mão de pórticos e utilizar pilares-parede, a rigidez aos esforços horizontais normalmente fica concentrada nesses pilares, que atuam de modo mais isolado, fazendo com que os momentos nas fundações sejam quase sempre maiores do que no modelo anterior. Além do aumento do custo nas fundações, valores muito elevados de momentos fletores podem até inviabilizar algumas alternativas de soluções para as fundações.