Evaluation of vSCTP tunneling in NEMO

Os pilares são elementos conhecidos como Lineares, pois possuem 1 dimensão preponderante em relação às outras duas (NBR 6118). São os primeiros que devem ser alocados pelo fato de estarem presentes em todos os pavimentos até descarregar as solicitações na fundação.

O ideal é que inicialmente sejam alocados os pilares externos, começando pelos de pontas e bordas, depois se procuram locais internos para fixação desses elementos. Alguns pontos estratégicos nos quais os projetistas buscam alocá-los são as caixas de escada e elevadores, pois precisam obrigatoriamente desses elementos e funcionam como um grande centro de rigidez da estrutura, auxiliando-a em seu contraventamento, como será comentado posteriormente. Outro local interessante é na proximidade de banheiros, pois normalmente não há desejo do proprietário em mexer na geometria desses locais. Colocar pilares em paredes de quarto, principalmente do quarto próximo à sala não é prático, pois normalmente há possibilidades de unir esses dois ambientes e modificar o layout do local. É inteligente tentar colocar pilares entre dois apartamentos, principalmente quando são espelhados, para criar um grande pórtico rígido no meio da edificação.

Quanto à distância, é importante que os pilares em concreto dispostos estejam entre si de 3 a 8 metros afastados (Clímaco,2008).

Esses valores são usuais tanto para que este elemento não fique em excesso quanto para que já se criem bons espaços para as vagas de carros quando houver as suas distribuições no subsolo ou pilotis. Além disso, é importante que o afastamento não passe de 8 m para que as vigas não precisem de grandes alturas, o que diminuiria a altura útil dos pavimentos. Outro motivo é que quanto mais próximos os pilares estão entre si mais choques haverá entre as fundações de cada um deles, o que pode tornar alguns tipos de fundação inviáveis ou muito dispendiosos.

Quanto as dimensões, o valor inicial pode ser suposto para depois ser verificado na etapa de dimensionamento. Vale ressaltar que pela NBR 6118 os pilares devem ter uma das dimensões transversais no máximo cinco vezes maior que a outra, caso contrário deve ser tratado como pilar-parede. Além disso, também pela mesma norma, os pilares não podem ter suas dimensões transversais menores que 19 cm. A única possibilidade de pilares com dimensões menores que 19 cm ocorre caso haja majoração dos esforços de cálculo a partir de coeficientes dispostos na Tabela 13.1 da norma. Como o valor mínimo de 19 cm não é usual para execução em obra, o normal é utilizar valores múltiplos de 5 cm, sendo 20 x 20 cm o mínimo. Vale ressaltar que pela NBR 6118 o valor mínimo da área do pilar é de 360 cm² e o menor lado possível mesmo com a majoração dos esforços deve ser de 14 cm.

Pode-se também utilizar métodos que retornam dimensões já mais próximas da realidade. Um destes é o Método das Áreas de Influência.

2.2.1.1 Método das Áreas de Influência

O engenheiro Aderson Moreira da Rocha publicou esse método em seu livro intitulado “Concreto Armado” (1987). Neste, as seções transversais do pré-dimensionamento são definidas de acordo com o tamanho das áreas abrangidas por cada pilar, proporcionalmente. Primeiramente, o contorno da planta é definido e apenas os pilares já lançados são colocados. Deve-se, então, traçar linhas entre os pilares a fim de delimitar a área envolvida por cada um, como mostra a Figura 9.

Para este método, define-se que as lajes de piso transferem para os pilares uma carga de 12 kN/m² e a última laje, de coberta, uma carga menor de 10 kN/m². Esses valores foram obtidos a partir de uma média calculada levando em consideração a área de uma edificação em que se considera o peso próprio da estrutura, as alvenarias, os revestimentos, as sobrecargas (móveis e pessoas).

Figura 9: Áreas de Influência dos Pilares

Fonte: Rocha (1987).

Sabendo a área abrangida por cada pilar e a quantidade de lajes de piso é possível obter a carga que cada pilar irá receber a partir da seguinte equação:

𝑁𝑇 = 𝐴 𝑥 (𝑁1𝑥12000 + 𝑁2𝑥10000) (1)

Em que:

NT = Carga total atuante no pilar calculado [N] N1= número de lajes de piso.

N2 = número de lajes de coberta (normalmente será apenas uma) A = área de influência de cada pilar. [m²]

Sabendo a carga que deverá ser resistida por cada pilar, deve-se agora escolher outros dois parâmetros necessários para a definição das dimensões: a resistência característica

do aço (fyk) e do concreto (fck). Após a escolha dessas resistências, pode-se igualar a força que chega a cada pilar com a força resistida por cada um deles.

Essa força depende, além das resistências, da área de cada um desses elementos. É importante lembrar que não se deve utilizar as resistências integrais desses elementos. Durante o cálculo, minora-se os valores de fck e fyk por coeficientes de minoração presentes na NBR 6118 na tabela 12.1, sendo estes respectivamente 1,4 e 1,15.

O concreto tem ainda outro fator que também consta na norma supracitada que diminui sua resistência de cálculo para este procedimento. Devido ao desvio para menos que ocorre em até 5% dos corpos de prova em relação a estrutura real, à perda da resistência para carregamento de longas durações e ao crescimento da resistência do concreto após os 28 dias, o fcd deve ser multiplicado ainda por 0,85.

Assim, pode se proceder o seguinte cálculo para cada pilar:

𝑁𝑇 =

+

Em que:

NT é a carga total que deve ser resistida pelo pilar [N] fck é a resistência característica do concreto [Pa] Ac é a área de concreto [m²]

fyd é a resistência característica do aço [Pa] As é a área de aço [m²]

Na NBR 6118, item 17.3.5.3, há a limitação da área de aço dos pilares, sendo o máximo, inclusive na região de emenda o valor de 0,08 da área de concreto. Para pré- dimensionamento pode-se iniciar com a suposição de que a área de aço corresponde a 0,01 da área de concreto da seção do pilar. Com isso, tem-se:

𝑁𝑇 =

+

Isolando-se então o valor da área de concreto, é possível descobrir a área necessária para cada pilar e dispor as dimensões de cada lado cumprindo sempre os valores mínimos já citados exigidos pela norma.