Importância dos pilares no comportamento de uma estrutura

Compartilhar no whatsapp
Compartilhar no facebook
Compartilhar no twitter
Compartilhar no linkedin

A concepção dos pilares é uma das fases mais importantes de um projeto estrutural. O mau posicionamento dos pilares, ou mesmo a má avaliação do dimensionamento destes elementos, pode levar a variados problemas, como estruturas pouco estáveis do ponto de vista global, estruturas que não atendem às condições de serviço ou mesmo a um aumento no custo da estrutura.

Resumidamente, as principais funções dos pilares podem ser definidas como:

  1. Transmitir as solicitações da superestrutura aos elementos de fundação;
  2. Contribuir de forma significativa na estabilidade global da estrutura;
  3. Resistir às solicitações provenientes das ações horizontais na estrutura.

O que torna mais complexa a análise do dimensionamento de pilares em comparação aos outros elementos que usualmente compõem uma estrutura (lajes e vigas) é a dificuldade que pode ser obtida em identificar qual é o esforço crítico que atua neste elemento e em qual seção atua este esforço crítico. Pilares geralmente estão submetidos à flexão composta oblíqua, ou seja, são solicitados por momentos fletores nas duas direções e por esforço normal de compressão.
pilares-1

Figura 1 – Seção submetida à flexão composta oblíqua (Fusco,1981)

 
Algumas das principais variáveis que envolvem o cálculo de pilares são:
Taxa de compressão
A taxa de compressão representa a relação entre o esforço normal que atua em um pilar e seu esforço normal resistente. A taxa de compressão também pode ser chamada força normal adimensional (?):
pilares-2
Índice de Esbeltez
Estando um pilar submetido à compressão, ele também está sujeito à flambagem, ou seja, está sujeito a esforços de segunda ordem local.
pilares-3

Figura 2 – Flambagem de um pilar submetido à compressão

 
Estes esforços de segunda ordem locais são maiores quanto maior for o índice de esbeltez do pilar. O índice de esbeltez do pilar depende do seu comprimento de esbeltez (le), que nada mais é do que o comprimento “livre” do pilar, ou seja, o comprimento entre elementos que possam travar o pilar (como vigas, por exemplo) e depende também das características da seção transversal do pilar (inércia e área).

Logo AltoQi LabFormação de Especialistas em Projetos Estruturais
Quero ser um especialista
Grafismo
Logo AltoQi LabFormação de Especialistas
em Projetos Estruturais
Quero ser um especialista
Grafismo
Logo AltoQi LabFormação de Especialistas em Projetos Estruturais
Quero ser um especialista
Grafismo

De acordo com o índice de esbeltez os pilares podem ser classificados em:

  • Pilares curtos (? < ?1): A análise dos efeitos de segunda ordem local pode ser dispensada. ?1 é o valor-limite definido no item 15.8.2 da NBR6118:2014.
  • Pilares medianamente esbeltos (?1 < ? < 90): A análise dos efeitos de segunda ordem local é obrigatória. Os efeitos de segunda ordem podem tornar-se mais significativos à medida que a taxa de compressão do pilar é maior.
  • Pilares esbeltos (90 < ? < 140): A consideração da fluência na análise passa a ser obrigatória.
  • Pilares muito esbeltos (140 < ? < 200): Os efeitos de segunda ordem local somente podem ser analisados através do método Geral.

Excentricidades
A força normal que atua em um pilar pode estar deslocada de certa distância do seu centro geométrico, a esta distância dá-se o nome de excentricidade.
Excentricidade relativa é a relação entre a excentricidade do pilar e a dimensão dele na direção analisada (B ou H).
Veja na figura abaixo a representação das excentricidades de um pilar:
pilares-4

Figura 3 – Excentricidades de um pilar

 
De modo geral as excentricidades de um pilar podem ser classificadas em:

  • Excentricidade inicial (ei): É a razão entre o momento fletor e o esforço normal obtidos da análise da estrutura.

pilares-5

  • Excentricidade de forma (ef): Muitas vezes os eixos de vigas e pilares em projetos não são coincidentes. À distância entre estes eixos dá-se o nome de excentricidade de forma.

pilares-6

Figura 4 – Excentricidades de forma

 

  • Excentricidade acidental (ea): É a excentricidade decorrente de incertezas na localização da força normal que atua no pilar ou desvios no eixo da peça que podem ocorrer acidentalmente durante a construção.

pilares-7

Figura 5 – Excentricidade acidental (Figura 11.2 da NBR6118:2014)

 

  • Excentricidade de segunda ordem (e2): Para simular o efeito causado pela flambagem é admitido que o esforço normal de compressão atua com certa excentricidade (e2) em relação ao centro do pilar.
  • Excentricidade suplementar (ecc): Decorrente da fluência do concreto. Sua consideração é obrigatória para pilares com índice de esbeltez superior a 90.

banner-curso-concreto-armado-concepcao-e-modelagem-de-estruturas
Relação entre as variáveis: Taxa de compressão, Esbeltez e Excentricidade total
De um modo geral é possível analisar o dimensionamento de pilares através da interpretação conjunta dos resultados obtidos para as 3 variáveis apresentadas nesse artigo. É possível definir que:

  1. Quando um pilar tem valores baixos de taxa de compressão (força normal adimensional(?) menor que 0.2) e valores elevados de excentricidade, mais crítico tende a ser o seu dimensionamento. Desse modo explica-se porque um pilar em um pavimento de cobertura submetido a um esforço de compressão relativamente pequeno pode ser dimensionado com uma quantidade significativa de armadura.
  2. Quanto maior for o valor da excentricidade relativa mais relevante torna-se o momento aplicado em uma direção do pilar. Através da excentricidade relativa geralmente é possível avaliar qual direção de momento é a crítica no dimensionamento de um pilar.
  3. Pilares mais esbeltos com altas taxas de compressão tendem a ser solicitados por maiores esforços de segunda ordem local.

Neste artigo apresentou-se as funções que um pilar tem em uma estrutura e os principais fatores que podem afetar o seu dimensionamento. Nos próximos artigos analisaremos os principais métodos de cálculo dos efeitos de segunda ordem em pilares, veremos exemplos de como avaliar os fatores que interferem no dimensionamento destes elementos e o que pode ser feito para otimizar o consumo de materiais em pilares.
Acompanhe nossos próximos posts sobre o dimensionamento de pilares e compartilhe as suas experiências nos comentários.

Assine nossa Newsletter

Receba os melhores conteúdos de engenharia em seu e-mail. Grátis.

COMPARTILHE:

Compartilhar no whatsapp
Envie para o WhatsApp
Compartilhar no facebook
Compartilhe no Facebook
Compartilhar no twitter
Compartilhe no Twitter
Compartilhar no linkedin
Compartilhe no Linkedin

DEIXE SEU COMENTÁRIO:

Meu Primeiro Gerenciamento de Projetos no QiCloud

Finalização de pranchas do projeto estrutural no QiEditor

Nesta jornada, você irá continuar desenvolvendo seu conhecimento na área de estruturas utilizando uma ferramenta específica para edição das pranchas do projeto.
Aqui, você vai ver:  

•      Associação de um projeto do Eberick ao QiEditor
•      Criação de detalhamentos
•      Edição de detalhamentos
•      Exportação de arquivos
•      Principais dúvidas
•      Relato de quem já trabalha com QiEditor

Nesta jornada você irá dar seus primeiros passos do gerenciamento de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.

Aqui, você vai ver:

  • Como acessar sua licença e habilitá-la para usar o ambiente em nuvem
  • Alguns dos desafios da profissão gerente de projetos
  • Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
  • Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um gerenciamento
  • Introdução ao processo de trabalho
  • Como criar obras, definir grupos de colaboração
  • Parâmetros, configurações entre outras etapas de um gerenciamento de arquivos e pessoas no ambiente de nuvem 

Orçamento BIM: Quantitativo, EAP e personalização

Orçamento BIM: Quantitativo, EAP e personalização

Orçamento BIM: Quantitativo, EAP e personalização
Nesta jornada você irá ver itens importantes de um orçamento e conhecer um pouco mais sobre como funcionam as personalizações no software BIM para orçamentação QiVisus. Nesta jornada você terá uma visão sobre a importância de insumos, composições, quantitativo, e terá muita mão na massa para aplicar na ferramenta de trabalho.
Aqui, você vai ver:

•      Extração de quantitativos a partir do modelo IFC
•      Quantificação de elementos não modelados
•      Inclusão de novos insumos no orçamento
•      Inclusão de novas composições no orçamento
•      Criação de fórmulas e regras para quantificação de elementos.

Orçamento BIM: Quantitativo, EAP e personalização Nesta jornada você irá ver itens importantes de um orçamento e conhecer um pouco mais sobre como funcionam as personalizações no software BIM para orçamentação QiVisus. Nesta jornada você terá uma visão sobre a importância de insumos, composições, quantitativo, e terá muita mão na massa para aplicar na ferramenta de trabalho. Aqui, você vai ver:

•      Extração de quantitativos a partir do modelo IFC
•      Quantificação de elementos não modelados
•      Inclusão de novos insumos no orçamento
•      Inclusão de novas composições no orçamento
•      Criação de fórmulas e regras para quantificação de elementos.

Visão geral de BIM: Alinhamento, processo e trabalho colaborativo

Visão geral de BIM: Alinhamento, processo e trabalho colaborativo

Nesta jornada, você terá uma visão geral sobre o BIM, seus usos e como a metodologia pode ser incorporada ao seu processo de trabalho. 

Aqui, você vai ver:

•     Introdução ao BIM
•     Introdução ao processo de trabalho em BIM
•     Trabalho colaborativo
•     Dicas de modelagem em ferramentas BIM para arquitetura
•     Criação de template em ferramenta BIM para projetos de instalações

Nesta jornada, você terá uma visão geral sobre o BIM, seus usos e como a metodologia pode ser incorporada ao seu processo de trabalho. 

•     Introdução ao BIM
•     Introdução ao processo de trabalho em BIM
•     Trabalho colaborativo
•     Dicas de modelagem em ferramentas BIM para arquitetura
•     Criação de template em ferramenta BIM para projetos de instalações

Visão Geral Sobre BIM

Nesta jornada, você terá uma visão geral sobre o BIM, seus usos e como a metodologia pode ser incorporada ao seu processo de trabalho. 

Aqui, você vai ver:

  • BIM: por que e para quê?
  • Case de quem já implementou o BIM
  • Processo de trabalho em BIM
  • Trabalho colaborativo
  • Diretrizes de modelagem
  • Compatibilização de projetos BIM
  • BIM 4D – Introdução ao planejamento de projetos em BIM
  • BIM 5D – Introdução ao orçamento de projetos BIM
  • Introdução à manutenção programada
  • Introdução à sustentabilidade nos projetos

Meu Primeiro Orçamento no QiVisus

Meu Primeiro Orçamento no QiVisus

Nesta jornada você irá dar seus primeiros passos em orçamentação de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.

Aqui, você vai ver:

  • Como acessar sua licença e habilitá-la no software
  • Alguns dos desafios da profissão orçamentista
  • Como se posicionar e ser encontrado no mercado
  • Quais cuidados antes de iniciar um orçamento
  • Como importar arquivos e integrar com a nuvem
  • Parâmetros, configurações entre outras etapas de um orçamento

Nesta jornada você irá dar seus primeiros passos em orçamentação de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.
Aqui, você vai ver:  

•      Como acessar sua licença e habilitá-la no software
•      Alguns dos desafios da profissão orçamentista
•      Como se posicionar e ser encontrado no mercado
•      Quais cuidados antes de iniciar um orçamento
•      Como importar arquivos e integrar com a nuvem
•      Parâmetros, configurações entre outras etapas de um orçamento

Meu Primeiro Projeto de Instalações Hidrossanitárias no QiBuilder

Meu Primeiro Projeto de Instalações Hidrossanitárias no QiBuilder

Nesta jornada, você irá dar seus primeiros passos na elaboração de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.

Aqui, você vai ver:

  • Como acessar sua licença e habilitá-la para utilizar o software
  • Alguns dos desafios da profissão de um projetista de instalações
  • Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
  • Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um projeto
  • Introdução ao processo de trabalho
  • Como elaborar, preparar e importar os arquivos de apoio para iniciar um projeto
  • Parâmetros, configurações e todas as etapas de um projeto até a entrega ao cliente

Meu Primeiro Projeto de Instalações Hidrossanitárias no QiBuilder Nesta jornada, você irá dar seus primeiros passos na elaboração de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.
Aqui, você vai ver:  

•      Como acessar sua licença e habilitá-la para utilizar o software
•      Alguns dos desafios da profissão de um projetista de instalações
•      Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
•      Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um projeto
•      Introdução ao processo de trabalho
•      Como elaborar, preparar e importar os arquivos de apoio para iniciar um projeto
•      Parâmetros, configurações e todas as etapas de um projeto até a entrega ao cliente

Meu Primeiro Projeto Estrutural no Eberick

Meu Primeiro Projeto Estrutural no Eberick

Nesta jornada, você irá dar seus primeiros passos na elaboração de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.
Aqui, você vai ver:  

•      Como acessar sua licença e habilitá-la para utilizar o software
•      Alguns dos desafios da profissão de um projetista de instalações
•      Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
•      Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um projeto
•      Introdução ao processo de trabalho
•      Como elaborar, preparar e importar os arquivos de apoio para iniciar um projeto
•      Parâmetros, configurações e todas as etapas de um projeto até a entrega ao cliente

Nesta jornada, você irá dar seus primeiros passos na elaboração de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.

Aqui, você vai ver:

  • Como acessar sua licença e habilitá-la para usar o software
  • Alguns dos desafios da profissão de um projetista de estruturas
  • Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
  • Quais cuidados antes de iniciar um projeto
  • Introdução ao processo de trabalho
  • Como elaborar, preparar e importar os arquivos de apoio para iniciar um projeto
  • Parâmetros, configurações e todas as etapas de um projeto até a entrega ao cliente

Meu Primeiro Gerenciamento de Projetos no QiCloud

Meu Primeiro Gerenciamento de Projetos no QiCloud

Nesta jornada você irá dar seus primeiros passos do gerenciamento de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.
Aqui, você vai ver:  

•      Como acessar sua licença e habilitá-la para usar o ambiente em nuvem
•      Alguns dos desafios da profissão gerente de projetos
•      Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
•      Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um gerenciamento
•      Introdução ao processo de trabalho
•      Como criar obras, definir grupos de colaboração
•      Parâmetros, configurações entre outras etapas de um gerenciamento de arquivos e pessoas no ambiente de nuvem

Nesta jornada você irá dar seus primeiros passos do gerenciamento de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.

Aqui, você vai ver:

  • Como acessar sua licença e habilitá-la para usar o ambiente em nuvem
  • Alguns dos desafios da profissão gerente de projetos
  • Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
  • Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um gerenciamento
  • Introdução ao processo de trabalho
  • Como criar obras, definir grupos de colaboração
  • Parâmetros, configurações entre outras etapas de um gerenciamento de arquivos e pessoas no ambiente de nuvem 

Meu Primeiro Projeto de Instalações Elétricas no QiBuilder

Meu Primeiro Projeto de Instalações Elétricas no QiBuilder

Nesta jornada, você irá dar seus primeiros passos na elaboração de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.
Aqui, você vai ver:  

•      Como acessar sua licença e habilitá-la para utilizar o software
•      Alguns dos desafios da profissão de um projetista de instalações
•      Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
•      Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um projeto
•      Introdução ao processo de trabalho
•      Como elaborar, preparar e importar os arquivos de apoio para iniciar um projeto
•      Parâmetros, configurações e todas as etapas de um projeto até a entrega ao cliente

Nesta jornada, você irá dar seus primeiros passos na elaboração de projetos utilizando uma ferramenta BIM especializada na sua área de atuação.

Aqui, você vai ver:

  • Como acessar sua licença e habilitá-la para utilizar o software
  • Alguns dos desafios da profissão de um projetista de instalações
  • Como apresentar e precificar seus primeiros trabalhos BIM
  • Quais cuidados você deve tomar antes de iniciar um projeto
  • Introdução ao processo de trabalho
  • Como elaborar, preparar e importar os arquivos de apoio para iniciar um projeto
  • Parâmetros, configurações e todas as etapas de um projeto até a entrega ao cliente