Análise comparativa entre métodos de análise estrutural : modelos isolado e integrado

Abstract

O presente trabalho propõe a comparação entre áreas de aço, obtidas a partir dos modelos de análise estrutural Isolado, no qual as lajes foram consideradas independentes, apoiadas sobre vigas que se apoiam sobre pilares, e Integrado, no qual a estrutura é considerada como pórtico espacial. A partir da elaboração de um anteprojeto, foi feito o lançamento da estrutura de um edifício tipo residencial que apresenta cinco pavimentos, sendo esses o térreo, o segundo, o terceiro, o quarto e a cobertura (teto do quarto). Os projetos foram realizados por meio de Modelo Isolado e Modelo Integrado, de modo que foi possível analisar e discutir as dificuldades encontradas no desenvolvimento do cálculo estrutural de um edifício, a partir de ferramentas acadêmicas que utilizam modelos matemáticos simples, com elementos estruturais analisados de forma isolada, assim como realizar um estudo comparativo com os resultados apresentados pelo software comercial de cálculo estrutural CAD/TQS - frequentemente usado para desenvolver projetos de Engenharia Estrutural no âmbito profissional -, tendo, como base, um modelo integrado de pórtico espacial. Apesar das dificuldades para comparar os dois métodos de análise, ambos mostraram-se adequados para a estrutura proposta. A maior diferença entre os resultados foi encontrada para as lajes, onde o modelo Integrado, analisando as lajes através de analogia de grelhas, apresentou armaduras bastante superiores às obtidas pelo modelo Isolado, no qual as lajes foram consideradas como placas rígido-plásticas por meio do Método das Linhas de Ruptura. Para pilares e vigas, os resultados foram mais próximos, com alternância entre qual dos métodos apresentou maiores armaduras ao longo das peças estruturais, principalmente pelo efeito recíproco da interação entre vigas e pilares em flexão, intrínseco ao Método Integrado e não totalmente contemplado no Método Isolado.

This paper proposes a comparison between steel areas, obtained from the structural analysis models Isolated, in which the slabs were considered independently, supported on beams, which rest on the columns, and Integrated, in which the structure is considered as a space frame. From the preparation of a draft, it was made the release of the structure of a building residential type, which has five floors, these being the ground floor, second, third, fourth and the cover (ceiling of the room). The projects were carried out through Isolated Model and Integrated Model, so that was possible to analyze and discuss the difficulties encountered on the development of the structural design of a building, from academic tools using simple mathematical models, with structural elements analyzed in isolation, as well as a comparative study with the results presented by the commercial structural calculation software CAD / TQS - often used to develop structural engineering projects in the professional field – taking, as a basis, an integrated model of space frame. Despite the difficulties to compare the two methods of analysis, both proved to be suitable for the proposed structure. The biggest difference between the results was found for the slabs, where the integrated model, analyzing the slabs by analogy grids, made quite superior reinforcement than those obtained by Isolated model, in which the slabs are considered as rigid-plastic slabs through the method of Yield Lines. For columns and beams, the results were closer, with alternation between which of the methods showed the highest reinforcement along the structural parts, especially the reciprocal effect of the interaction between beams and columns in bending, intrinsic to the Integrated Method and not fully contemplated in Isolated Method.