Estudo comparativo entre diferentes sistemas de contraventamento em um edifício real

Abstract

Com o crescimento dos grandes centros urbanos, surge o desenvolvimento de edifícios cada vez mais altos. Neste contexto, cabe aos engenheiros projetistas conceber soluções estruturais que cumpram os requisitos normativos, se adequem à arquitetura, e sejam viáveis tanto em termos de execução quanto de custo. Considerando esses fatores, o presente trabalho realiza um estudo dos principais sistemas de contraventamento utilizados em edifícios altos no Brasil e no mundo. Ainda, é realizado um estudo de caso para um edifício real de 40 andares, onde são adicionados mais 15 pavimentos. A partir disto, foram criados modelos com alterações na concepção estrutural original, incorporando diferentes sistemas de contraventamento, com o objetivo de verificar a influência destes sistemas nos parâmetros de estabilidade global do edifício modificado. Todas as modelagens e análises foram realizadas com o software TQS versão estudantil (v23). Ao todo, seis modelos foram pensados. No Modelo 1, simulou-se o sistema tubular, com a inclusão de pilares na fachada lateral do edifício. Para o Modelo 2, foram introduzidos núcleos rígidos na região central, ao redor das paredes das escadas da edificação. O Modelo 3 propôs o uso de outriggers. Já no Modelo 4, modificou-se o fck do concreto do Modelo Base, aumentando-o de 45 MPa para 70 MPa. No modelo 5, o fck do concreto do Modelo 2 foi aumentado para 50 MPa, e no Modelo 6, realizou-se a combinação dos modelos 2 e 3. Em cada modelo, foram avaliados os valores de deslocamento horizontal de topo, drift entre pavimentos, coeficientes γz, momentos fletores da base do pilar P19, número de pilares não dimensionados no ELU e o volume de concreto. Pode-se concluir que o Modelo 2 com os núcleos rígidos não obteve resultados tão eficientes, sendo necessário incorporar outro elemento, como os outriggers, ou aumentar a resistência do concreto, para que os deslocamentos ficassem abaixo do limite normativo. Ainda, a inserção dos núcleos resultou em um volume de concreto superior em comparação com os demais modelos. Nota-se nos modelos que tiveram aumento do fck um ganho no desempenho estrutural da edificação, pois diminuíram os parâmetros globais, e aumentaram o número de pilares dimensionados pelo software. O Modelo 3 com outriggers diminuiu os parâmetros globais e os momentos da base do pilar analisado, com um consumo de concreto adicional baixo. Por fim, o Modelo 1 obteve resultados eficientes no ELS de deslocamentos e diminuição do γz, com incremento no volume de concreto relativamente baixo e sem impactos na arquitetura.