Estudo de alternativas para a estrutura sem transição de um edifício comercial em concreto armado utilizando como condicionante de projeto a malha de pilares para vagas de estacionamento

Abstract

O presente trabalho busca analisar quantitativamente cinco concepções estruturais para um mesmo edifício comercial de dez pavimentos em concreto armado, sendo os dois primeiros pavimentos garagem, e os outros oito, salas comerciais. Tem-se como condicionante de projeto o espaçamento entre pilares necessário para a alocação de vagas de garagem nos dois primeiros pavimentos sem a necessidade de vigas de transição, pois entende-se que estes elementos são utilizados quando não há um desenvolvimento conjunto e unificado entre o projeto arquitetônico e o estrutural. Além disso, estas estruturas frequentemente geram custos maiores, maior dificuldade de execução, e por fim, impactam o pé direito dos pavimentos. Sendo assim, os pilares foram distribuídos em eixos espaçados de 5 x 5m e 7,5 x 7,5 m, possibilitando a colocação, respectivamente, de duas e três vagas de estacionamento entre eles; considerando o disposto na lei complementar municipal nº 284 de Porto Alegre. Foram adotadas as dimensões de 2,5 x 5 m para cada vaga de estacionamento, incluindo a folga para os pilares. Após a elaboração de uma planta arquitetônica simplificada que possibilitasse o uso destas malhas de pilares, cujo desenvolvimento foi realizado de maneira a aproximar-se de um projeto arquitetônico real, foi utilizado o programa computacional TQS para o estudo das viabilidades técnica e econômica. As cinco concepções escolhidas foram: pilares distribuídos em malha de 5 x 5m com lajes maciças e com lajes nervuradas; pilares distribuídos em malha de 7,5 x 7,5m com lajes maciças, com lajes maciças com vigas formando uma malha de 3,75 x 3,75m e, por fim, com lajes nervuradas. Posteriormente ao lançamento e projeto das estruturas correspondentes de modo a atender todas as exigências de Estado Limite Último e de Serviço das normas brasileiras, comparou-se o consumo de concreto, armaduras e fôrmas em cada uma das opções estudadas, bem como os custos de mão de obra. As configurações mais econômicas resultaram na utilização de malhas estruturais de 5x5m. O uso de lajes nervuradas para essa malha resultou em quantitativos menores que os correspondentes para lajes maciças, mas o mesmo custo total devido à mão de obra. Para a malha de 7,5x7,5m, as opções mais econômicas foram com o uso de lajes nervuradas, embora o custo da estrutura tenha sido maior que na configuração de malha de 5x5m. Os resultados obtidos indicam que as comparações entre sistemas estruturais visando identificar o mais eficiente economicamente devem obrigatoriamente considerar os custos totais, incluindo mão de obra, e a edificação como um todo, e não somente partes da mesma, ou apenas os quantitativos de materiais.

The present work aims to quantitatively analyze five structural conceptions of the same commercial building comprisings 10 floors in reinforced concrete — the two first floors allocate a garage and the other eight floors commercial rooms. The space between columns required to allocate parking spaces was used as conditioning design, in order not to use transition beams, because it is understood that these elements are used when there is not a unified development between architectural and structural design of a building. Besides that, these structures frequently generate higher costs, make the execution harder, and affect the ceiling height. Therefore, the columns were distributed in a grid of 5 x 5m and 7,5 x 7,5m, making it possible to allocate, respectively, 2 to 3 parking spaces between them, according to the provisions of the complementar municipal law nº 284 of Porto Alegre. For each parking space the 2,5 x 5m dimensions were adopted, designating the extra space to the mentioned columns. A simplified architectural plan was done in a way that allowed the use of the two grids above. The computacional software TQS, which is widely used in Brazil, was used to study the technical and economical viabilities. The five models chosen were: columns distributed in a mesh of 5 x 5m with massive slabs and waffle slabs; columns distributed in a mesh of 7,5 x 7,5m with: massive slabs, massive slabs with beams making a mesh of 3,75 x 3,75m and finally, waffle slabs. After the designs were concluded, respecting all the Ultimate and Serviceability limit states of Standard Brazilian requirements, the models were compared in relation to the volume of concrete, reinforcements and formwork in each one, including labor costs. The cheaper configuration used is the mesh of 5 x 5m. The use of waffle slabs with this mesh resulted in smaller quantities than the corresponding one using the massive slabs, but it was the same total cost due to labor. It was concluded that the comparisons between different structural systems to be accurate, one must consider the total costs, including labor, and the building as a whole, not just parts of it.