Análise comparativa da estabilidade global de edificações de concreto armado : sistema de paredes e de pórticos rígidos

Abstract

Este trabalho compara – para uma mesma planta de edificação de concreto armado arbitrada pelo autor – diferentes sistemas de contraventamento: constituído exclusivamente por pórticos rígidos, pórticos rígidos associado a um núcleo central com seção retangular vazada, pórticos rígidos associado a um núcleo central com seção U, o mesmo sistema com núcleo central mas com a seção U rotacionada e, por fim, pórticos rígidos associado a paredes rígidas (ou pilares-parede) dispostas nas 4 fachadas da edificação. Além de serem utilizados 5 sistemas de contraventamento distintos, variou-se a altura das edificações de 5 em 5 pavimentos, até 30 pavimentos, totalizando 30 estruturas analisadas (5 sistemas X 6 variações de número de pavimentos). Foram aplicadas cargas verticais de acordo com recomendações normativas, assim como cargas horizontais decorrentes do vento na estrutura. Como valores de comparação entre os edifícios foram calculados – para ambas direções do vento – o coeficiente γz, o parâmetro de instabilidade α e os deslocamentos horizontais, assim como foram comparados estes valores com valores limites descritos na revisão bibliográfica. A intenção por trás da determinação destes valores foi de comparar a estabilidade global das estruturas, essencial numa fase de concepção estrutural em um projeto de edifício. A análise da estrutura foi realizada através do software AltoQi Eberick V8 Gold, após ter sido realizado o pré-dimensionamento dos elementos estruturais. Com todos resultados obtidos foi feita então uma análise comparativa entre os diferentes sistemas de contraventamento; correlacionando o número de pavimentos, os deslocamentos encontrados, os coeficientes γz e os parâmetros α. A análise comparativa tem embasamento na revisão bibliográfica apresentada no início do trabalho.

This work compares – for the same floor plan of a reinforced concrete building chosen by the author – different bracing systems: made exclusively by rigid frames, rigid frames associated with a hollow rectangular cross section central core, rigid frames associated with a U cross section central core, the same system as the previous but with the U section rotated in 90º and lastly, rigid frames associated with shear walls placed in the building’s façade. In addition to these five bracing systems, the building’s height was changed 5 to 5 floors up to 30 floors, totalizing 30 structures to be analyzed (5 bracing systems X 6 variations of pavement numbers). Vertical loads were applied according to normative recommendations, as well as horizontal loads due to wind. As comparison values among the structures, the coefficient γz, the instability parameter α and the horizontal displacements were calculated, for both wind directions. Also, these values were compared with limit values described in the literature review. The purpose of the determination of these values was to compare the structures` global stability, essential in the conceptional stages of a project. The structure analysis was performed using the software AltoQi Eberick V8 Gold, after pre-dimensioning the structural elements. With all the results, it was made a comparative analysis among the structures, correlating the building’s height, the bracing systems, the displacements, the coefficient γz and the parameter α. The comparative analysis is based and confronted with the literature review presented at the beginning of the study.