Elementos genéricos e metálicos

Dimensionamento de perfis metálicos no AltoQi Eberick

O uso de perfis metálicos em estruturas de concreto armado tem crescido à medida em que os projetos arquitetônicos ficam mais arrojados e são necessários elementos diferenciados, seja por questões estéticas e também por questões de desempenho estrutural. Atualmente, nos deparamos com estes elementos sendo aplicados em obras de diferentes portes, comerciais, industriais e inclusive residenciais.

No presente artigo, abordamos sobre a aplicação de perfis metálicos que são dimensionados pelo AltoQi Eberick, as janelas de dimensionamento disponíveis para estes elementos e demais configurações do programa específicas para projetos que utilizem vigas e/ou pilares metálicos na estrutura.


Configurações

Quando uma viga ou um pilar forem lançados no AltoQi Eberick com elemento do tipo Aço Estrutural, eles serão dimensionados pelo programa.

Para estes elementos, o AltoQi Eberick permite configurar coeficientes de ponderação e um conjunto de combinações específicas. Estes podem ser verificados pelo usuário acessando o menu Estrutura - Configurações - Projeto - Ações, nas abas Ações e Combinações, como abordado no artigo Principais configurações de ações.


Os valores configurados sempre devem ser conferidos pelo projetista junto às normas técnicas aplicáveis.

Janela de dimensionamento

Os resultados de dimensionamento dos perfis metálicos são verificados em janelas específicas, de Vigas metálicas e Pilares metálicos, as quais ficam habilitadas após a estrutura ter sido processada. A janela de dimensionamento de pilares metálicos fica disponível de forma geral na janela de Edificação, à direita do AltoQi Eberick, e a janela de vigas metálicas fica disponível em cada pavimento que contiver estes elementos lançados na estrutura. O acesso a estas janelas pode ser feito tanto pela janela Edificação como também pelo menu Estrutura, no grupo Dimensionamento:


Vigas metálicas

Acessando a janela de vigas metálicas, note que são exibidas informações referentes à classe do aço, à famíliagrupo e seção do perfil adotado. Caso o projetista deseje alterar o perfil, isso pode ser feito diretamente nestas colunas, porém vale lembrar que, ao alterar o perfil, a estrutura deve ser reprocessada para realizar a análise estrutural adequadamente (veja: Quando preciso reprocessar a estrutura no Eberick?). Estas informações aparecem quando visualizamos a aba de Vigas desta janela:


Pelos ícones abaixo da tabela de vigas, note que existe também a aba Trechos:


O acesso à aba Trechos possibilita a visualização da extensão do perfil e a edição dos comprimentos de flambagem da viga corrente (conforme selecionado na coluna "Nome" mais à esquerda). Nesta aba, o projetista sempre deve confirmar o comprimento de flambagem calculado automaticamente pelo AltoQi Eberick e verificar se este valor está adequado, marcando a coluna "le Fixo" para validar estes valores. Ao marcar a coluna "le Fixo", o usuário também poderá editar os vínculos B e H e os comprimentos de flambagem B e H como preferir. Quando a coluna "le Fixo" não for marcada, o programa emitirá o Aviso 124 - Verificar comprimento de flambagem, ao gerar um relatório de status dos elementos ou resumo de materiais, por exemplo.

Observação: Os critérios para determinação automática dos comprimentos de flambagem de vigas metálicas no programa são simplificados e tendem a ser favoráveis à segurança, mas isso não pode ser garantido em todas as situações. Deve-se considerar que todos os valores obtidos pelo programa devem ser validados pelo engenheiro responsável pelo projeto.

Na parte inferior da janela de dimensionamento podem ser visualizados os diagramas de verificação dos perfis, como será visto mais adiante neste artigo. Também podem ser visualizados os diagramas da viga, acessando os ícones laterais ou pelo ícone de Diagramas - Abrir diagramas.

Pilares metálicos

A janela de pilares metálicos é semelhante à de vigas metálicas, e conta com duas abas, de Seção e Esbeltez. Na aba Seção também são exibidas informações referentes à classe do aço, à famíliagrupo e seção do perfil adotado, e na aba Esbeltez podem ser alteradas as definições de travamento do pilar, o tipo de vínculo e o comprimento do trecho para a verificação de esbeltez, nas direções B e H, quando habilitada a coluna "Fixar".


Abaixo da tabela de pilares podem ser conferidos os diagramas das verificações feitas pelo AltoQi Eberick, como veremos a seguir.

Verificações dos perfis metálicos

O AltoQi Eberick realiza diferentes verificações de esforços e efeitos combinados nos perfis metálicos, e algumas destas verificações são específicas ao perfil adotado. Veja na tabela abaixo quais verificações são feitas para cada perfil:

Para cada uma das verificações são aplicadas as prescrições normativas da NBR 8800 - Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios.

O programa compara o valor solicitante obtido na verificação com o valor resistente da peça, e exibe a relação entre eles na forma de diagrama percentual. Quando a coluna de uma das verificações ultrapassa a linha de "100%", isto significa que o esforço solicitante superou o resistente, indicando erro no dimensionamento do perfil metálico. Pelo ícone Erros (mceclip6.png) da janela de dimensionamento, pode-se conferir qual o erro de dimensionamento da peça, e clicar duas vezes sobre a mensagem de erro para verificar melhor por que ele ocorre e sugestões de solução na Ajuda do programa.

No exemplo abaixo, vemos um pilar P11 que apresentou o Erro D194 - Momento fletor solicitante maior que o resistente na verificação de flambagem local.


Note que, apesar de ser exibido o erro D194, referente à primeira verificação não atendida (Flambagem local em X), os diagramas das verificações de Flambagem lateral e de Efeito combinado dos esforços também ultrapassaram a linha de resistência e são indicados em vermelho, sendo necessário ao projetista verificar possibilidades de ajuste na concepção para suprimir estes erros e manter os diagramas abaixo do limite (100%) em todas as verificações. A título de exemplo, aumentando a seção deste pilar de 150x26 para a 200x29, as verificações são atendidas.


Diagrama de deslocamentos

Os perfis metálicos também são verificados quanto aos deslocamentos, quando durante o processamento da estrutura o usuário habilita as opções de determinação dos deslocamentos (ver Quais opções de análise ao processar uma estrutura no AltoQi Eberick?). Caso estas opções não sejam habilitadas no processamento, será exibido o Aviso 123 - Deslocamentos não verificados. Necessário processar com a verificação de deslocamentos.

Pela janela de vigas metálicas, pode-se acessar o ícone "deslocamentos" (mceclip3.png) para verificar o diagrama de deslocamentos da vigas para a Aceitabilidade sensorial - Visual, com as flechas máximas obtidas em cada vão. Caso algum dos deslocamentos ultrapasse o limite configurado, será emitido aviso de flecha excessiva pelo AltoQi Eberick. Na barra inferior de comandos, o usuário pode escolher ainda a combinação de ações em serviço que deseja conferir:


O limite de flecha para as vigas metálicas deve ser configurado pelo usuário no menu Estrutura - Configurações - Projeto - Verificações ao ELS:


Pela janela de pilares metálicos, acessando o ícone Deslocamentos (mceclip8.png), também é possível obter um diagrama com os deslocamentos máximos dos pilares para a envoltória de esforços ou por combinações em serviço:


Relatório de verificações

Nas janelas de dimensionamento de vigas metálicas e de pilares metálicos pode ser acessado o ícone Relatórios mceclip0.png - Verificações. Ao selecionar uma viga ou pilar metálico e abrir o seu relatório de verificações, estarão disponíveis todas as informações acerca do perfil adotado, as propriedades do material, o resumo das verificações de dimensionamento (com os diagramas de esforço atuante / resistente) e as tabelas com todos os esforços verificados.

Para melhor conferência dos resumo de resultados do projeto, é disponibilizada também uma tabela de verificação de quantos elementos metálicos do projeto apresentaram erros ou avisos. A tabela de verificação dos elementos é apresentada ao final do relatório de Diagnóstico da Estrutura mceclip1.png, pelo menu Estrutura - Relatórios. Nele verificamos uma tabela para os elementos de concreto armado e uma tabela específica para os elementos metálicos:


Para escolher o formato de visualização dos seus relatórios, confira também o artigo Como salvar relatórios do Eberick?