A Concepção estrutural consiste em escolher um sistema estrutural que constitui a parte resistente do edifício.

2. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL

        A concepção estrutural consiste em escolher um sistema estrutural que constitui a parte resistente do edifício. É considerada uma fase primordial do projeto estrutural, pois implica em escolher os elementos (Figura X) a serem utilizados e definir suas posições, visando garantir um sistema estrutural eficiente capaz de absorver os esforços provenientes das ações atuantes e transmiti-los ao solo de fundação.

A concepção da estrutura de um edifício consiste no estabelecimento de um arranjo adequado dos vários elementos estruturais do edifício, de modo a assegurar que o mesmo possa atender às finalidades para as quais foi projetado. Em virtude da complexidade das construções, uma estrutura requer o emprego de diferentes tipos de peças estruturais adequadamente combinadas para a formação do conjunto resistente. (ALVA, 2007, p.1)

Figura 01: Perspectiva da parte de um edifício: principais elementos estruturais

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Fonte: ALVA (2007)

        Um arranjo estrutural adequado deve atender aos requisitos de qualidade estabelecidos nas normas técnicas, relativos à capacidade resistente, ao desempenho em serviço e à durabilidade da estrutura.

        Hibbeler (2013) destaca o papel do engenheiro quando projetando uma estrutura, pois ele tem de se preocupar com sua segurança, estética e funcionalidade, mas ao mesmo tempo tem que levar em consideração as restrições econômicas e ambientais.

        A concepção estrutural deve levar em conta a finalidade de edificação e atender, tanto quanto possível, as condições impostas pela arquitetura. O projeto arquitetônico é a base para o projeto estrutural, mas ele deve estar em harmonia também com os demais projetos.

        Alva (2007, p.2), confirma os argumentos anteriores ao declarar que “na concepção da estrutura uma das preocupações do engenheiro estrutural deverá ser a interação com os demais projetos em especial o arquitetônico, o qual direcionará grande parte das decisões tomadas.”

3. PROJETO PRELIMINAR DAS ESTRUTURAS (PRÉ-FORMAS)

        O pré-dimensionamento da estrutura consiste em determinar, de forma aproximada, as dimensões das seções transversais dos elementos estruturais, as quais serão utilizadas numa análise preliminar.

        De acordo com Alva (2007, p. 11) o pré-dimensionamento é de suma importância, pois resolve um dos problemas vivenciados pelo engenheiro estrutural, ao deparar com o seguinte problema de dimensionamento: a geometria dos elementos estruturais (seções transversais) é definida pelos esforços solicitantes. Entretanto, os esforços solicitantes só podem ser obtidos após a definição da geometria da estrutura, permitindo a determinação do peso próprio e a análise da estabilidade da mesma.         

Esse processo de projeto exige vários estudos independentes com soluções diferentes até que um julgamento final seja feito quanto à forma estrutural seja a mais apropriada, determinando sua geometria final, bem como o carregamento real que permitirá o cálculo das armaduras.

Segundo Alva (2007, p. 11) “conceber e projetar uma estrutura é uma tarefa iterativa, pois busca um refinamento constante das soluções propostas. O uso do computador, de forma responsável, agiliza esta tarefa, tornando possível a análise de mais de uma solução.”

4. ELEMENTOS ESTRUTURAIS

        De acordo com Bastos (2003, p. 7) os elementos estruturais que compõe as estruturas de concreto armado podem ser classificados de diferentes maneiras, sendo uma delas a geometria do elemento.          A classificação segundo a geometria se faz comparando a ordem de grandeza de três dimensões principais do elemento (comprimento, altura e espessura). Destacam-se alguns elementos:

• Elementos lineares: São aqueles onde o comprimento longitudinal é maior em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal (ABNT NBR 6118:2014, item 14.4.1), chamados “barras”. Os exemplos mais comuns são as vigas e os pilares.
•  Elementos bidirecionais: São aqueles onde a espessura é pequena comparada às outras duas dimensões - comprimento e largura. (ABNT NBR 6118:2014, item 14.4.2). Os exemplos mais comuns são as lajes.
• Elementos tridimensionais: São aqueles que apresentam as três dimensões com a mesma ordem de grandeza. Exemplo: blocos de estacas na fundação.

Os principais elementos de concreto armado são:

• Lajes
• Vigas
• Pilares

4.1 Lajes

        Lajes são os elementos planos, bidirecionais que se destinam a receber a maior parte das ações aplicadas numa construção. Tem a finalidade de servir como piso ou cobertura nas construções, e que se destina geralmente a receber as ações verticais aplicadas, provenientes da utilização da em função da sua finalidade arquitetônica, como de pessoas, móveis, pisos, paredes. A ABNT NBR 6120:1980 estabelece as cargas para o cálculo de estruturas de edificações. De acordo com essa norma, a sobrecarga para edificações residenciais é de 1,5 KN/m/².

        As ações são perpendiculares ao plano da laje podendo ser divididas em:

• Distribuídas na área: peso próprio, revestimento.
• Distribuída linearmente: carga de parede apoiada na laje, pilar apoiado na laje.

“As ações são normalmente transmitidas para as vigas de apoio nas bordas da laje, mas eventualmente também podem ser transmitidas diretamente aos pilares.” (BASTOS, 2003, p.11)

Existem lajes de diferentes tipos, como: maciças, nervuradas, lisas, pré-moldadas, entre outras.

4.1.2 Lajes maciças

        Botelho (2011, p. 188) define laje maciça como “uma peça estrutural de duas dimensões que cobre um vão com uma dimensão bem reduzida. Tem dois tipos de armadura: a positiva no meio do vão e a armadura negativa nos apoios, no caso de laje nos engastes.”

        No item 13.2.4 a ABNT NBR 6118:2014 especifica as espessuras mínimas para as lajes maciças, sendo 8 cm no caso de laje de piso não em balanço.  

        As lajes maciças de concreto são comumente encontradas em edifícios de pavimentos e construções de grande porte, como escolas, indústrias, hospitais, pontes, entre outros. Não são muito utilizadas em edificações residenciais e outras de pequeno porte, pois nesses tipos de construção a laje pré-fabricada apresenta vantagens nos aspectos de custo e facilidade de construção.