Trabalho sobre sistemas estruturais

Introdução

Na área de sistemas estruturais existem vários métodos de concepção e várias especificações, mas para aplica-los de maneira correta, é preciso realizar estudos de casos, independente para qual for à finalidade do projeto arquitetônico previsto.

A tecnologia esta em constante avanço, sempre atualizando e propondo novos tipos de materiais, novas técnicas construtivas, pois cada vez mais, o planeta clama por edifícios sustentáveis, e os profissionais responsáveis por esta área, devem estar atentos às novidades deste meio.

Quando falamos de sistemas estruturais, seja para uso social, público ou privado, o seu conceito se relaciona com a organização e tipo de uso da edificação, pois esta estrutura fará parte do cotidiano das pessoas.

Toda e qualquer parte estrutural, é um elemento fundamental para transformar o projeto em uma edificação. Seguindo esta ideia, cabe ao Engenheiro Civil a concepção da estrutural, pois este profissional teve uma formação profissional adequada e especifica para este fim.

Por sua vez, a planta arquitetônica de uma edificação fica a cargo de um Arquiteto, pois este profissional, também passou por formação adequada e especifica para a elaboração deste quesito.

Seguindo esta lógica, Engenheiros e Arquitetos devem trabalhar juntos, no intuito de solucionar problemas que possam surgir devido ao projeto arquitetônico imposto, conciliando estética, com materiais apropriados e um sistema de estruturas.

A arquitetura impõe grandes desafios à área da engenharia, pois projetar grandes edificações, como teatros, ginásios, entre outros, exigem grandes vãos, pela necessidade de abrigar um elevado número de pessoas no ambiente sem divisórias, que acarreta em necessidade de serem aplicados sistemas leves, e capazes de sustentar a edificação.

A concepção arquitetônica de edificações deve propor soluções prévias para o lançamento adequado do sistema estrutural, tais como o posicionamento dos elementos verticais, continuidade estrutural, seja pela formação de pórticos ou pelo uso de laje, e composição estética, pela definição ou não dos componentes estruturais como participantes da Arquitetura. Os pilares, à medida que se aumenta a altura das edificações, ganham seção pelo esforço normal de carregamentos de gravidade e também pelo papel desempenhado na estabilidade a carregamentos de vento, fator extremamente relevante para a concepção arquitetônica das edificações elevadas. O prévio conhecimento da importância do subsistema vertical e das possibilidades já consagradas permite grande compatibilidade, então, entre o projeto arquitetônico e o projeto estrutural.

Na área da Arquitetura, os sistemas estruturais trabalham como apoio para melhores projeções, soluções, técnicas construtivas, eficiência de materiais, propondo estruturas que sustente suas cargas que são essenciais para definir e criar sinergia entre a forma e o espaço. Por isto o arquiteto deve ter criatividade, intuição e informação sobre princípios estruturais, a fim de introduzir os princípios estruturais como a base para o projeto criativo e demonstrar suas possibilidades mediante aplicações bem-sucedidas e estudos de casos, buscando conhecer os sistemas estruturais e tirando partido destes conhecimentos seja para a racionalização, a qualidade da construção ou até mesmo a estética do edifício, buscando a compatibilização dos projetos trabalhando de forma integrada com os profissionais responsáveis pelos Projetos Estruturais e Complementares.

Conhecer os elementos estruturais é dever não somente dos engenheiros, mas também dos arquitetos, pois no ato de projetar, este conhecimento auxilia em dimensionar e modelar os ambientes, de acordo com os pensamentos sobre estética e funcionamento de uma edificação.

Os elementos estruturais podem ser classificados em três categorias: Lajes, vigas, pilares.

Lajes: As lajes podem ser maciças (com vigas), nervuradas (para vãos maiores), planas (sem vigas), ou painéis pré-fabricados, e sua função principal é servir de piso ou cobertura nas edificações.

Vigas: Vigas são elementos dispostas horizontalmente ou inclinadas dando apoio às lajes, às alvenarias de tijolos e, a outras vigas, e é solicitado predominantemente à flexão. Sua função básica é vencer vãos e transmitir as cargas para os apoios, geralmente pilares.

Pilares: elemento geralmente vertical, que garante e fornece apoio às vigas, e é solicitado predominantemente à compressão.

Os elementos estruturais devem ser capazes de suportar com segurança um conjunto de cargas, sem prejudicar a resistência dos materiais. Um bom projeto estrutural deve seguir uma linha de raciocínio, desde a concepção estrutural, passando pela análise estrutural, síntese estrutural, dimensionamento e por fim o detalhamento do desenho.

Através da Concepção Estrutural, é possível idealizar uma proposta estrutural, salvo de uma análise, e estudos sobre os tipos de matérias empregados, permitindo a concepção inicial do Projeto Arquitetônico e do anteprojeto estrutural.

Dando continuidade no processo construtivo, as Diretrizes da Concepção Estrutural, visam atender às primazias de segurança, e depois, as condições estéticas definidas no projeto arquitetônico, tais como vigas e pilares embutidos na alvenaria, ou até mesmo evitar pilares e vigas em vãos abertos, evitando também excesso de vigas, o que causaria desperdício de material, e custos desnecessários.

Todo processo deve estrutural passa por estas etapas, envolvendo os métodos de cálculo, e os métodos construtivos, sem descartar as implicações econômicas, funcionais e estéticas da construção como um todo.

Soluções estruturais aplicados na arquitetura

Em todas as construções, de pequeno ou grande porte, seja uma casa ou um prédio, e ate mesmo um barracão, ou pontes, o sistema estrutural trabalha de forma a sustentar a edificação, a travando, em fim manter a estrutura de pé.

Estrutura consiste em um conjunto de elementos construtivos, que são lajes, vigas e pilares, que se inter-relacionam, onde laje apoia-se em viga, viga apoiando em pilar, que por sua vez transmite as cargas para a fundação, e sua função é criar espaços seguros, onde as pessoas exercerão suas diversas atividades.

Os diversos tipos de cargas que podem atuar sobre uma estrutura, tais como cargas Permanentes, que são os elementos do próprio edifício, ou seja, seu peso próprio (os elementos da construção: revestimentos, blocos de tijolos, etc.; Peso próprio de equipamentos fixos; Variáveis: Forças devidas à ação do vento; efeito de temperatura; Excepcionais: Explosões; Incêndio; Sismo; Acidentais: Pessoas; Mobiliário;

Com base na construção, seguimos os pontos principais a serem calculados em uma estrutura, e seus tipos de tensões.