Análise e projeto estrutural de edifício com múltiplos pavimentos em estrutura mista de aço e concreto.

Abstract

A construção de edifícios altos é sinônimo de grandes investimentos, diante do atual cenário de grande concorrência no setor da construção civil torna-se imprescindível a redução dos custos e aumento de produtividade, a escolha adequada do sistema estrutural pode ser bastante significante nesse cenário. Dentre os diversos sistemas estruturais estão os formados por elementos mistos de aço e concreto, onde as características dos dois materiais são diferentes e complementares. O concreto alia boa resistência à compressão e elevada robustez. O aço, como características complementares, apresenta elevada resistência à tração e esbeltez dos elementos, a interação entre os dois materiais é garantida graças aos conectores de cisalhamento. Este trabalho consiste em um projeto estrutural de um edifício comercial de dezessete pavimentos em estrutura mista de aço e concreto. A partir de revisão bibliográfica, que aborda os principais tipos de sistemas estruturais de edifícios de múltiplos pavimentos, assim como os elementos mistos, foi determinado o sistema estrutural da edificação, composto por paredes de cisalhamento em concreto armado, contraventamento treliçado e contraventamento por pórtico rígido. Em seguida, efetuou-se o lançamento da estrutura e definiu-se o método construtivo. Posteriormente, determinaram-se as ações atuantes na estrutura do edifício e suas respectivas combinações. A análise estática e modal da estrutura foi feita com auxílio do software SAP 2000, o qual forneceu as solicitações atuantes, e os deslocamentos dos elementos estruturais. As lajes steel deck foram dimensionadas através do catálogo fornecido pelo fabricante, as vigas mistas foram verificadas tanto na etapa de construção quando na etapa final da estrutura. Foi realizada uma análise estrutural de 2º ordem elástica para a determinação das solicitações e dos deslocamentos dos pilares metálicos, utilizada para o dimensionamento dos mesmos, além disso, foi realizada uma comparação entre a opção de utilizar pilares com seção constante da base até o topo, e utilizar a redução da seção dos pilares conforme a variação da carga dos mesmos, a qual mostrou que a segunda opção é a mais viável do ponto de vista econômico. Também foi realizada uma análise modal da estrutura, a qual forneceu todos os modos de vibração da estrutura, mostrando que o primeiro e o segundo modo, apresentam frequências menores que 1 Hz, o que indica que a resposta flutuante é importante, podendo ser necessária uma análise dinâmica da estrutura. Por último, projetaram-se as ligações viga-viga e viga-pilar. Contatou-se que a introdução de conectores de cisalhamento nas vigas metálicas, e consequentemente o dimensionamento como seção mista, proporciona um aumento considerável na resistência, possibilitando o emprego de elementos mais esbeltos. Conclui-se que o sistema estrutural adotado é adequado para o edifício em estudo.