Sistema de outriggers em concreto armado : análise comparativa em edifício real

Abstract

A influência dos sistemas de contraventamento é fundamental para analisar a estabilidade das estruturas e necessária para garantir a segurança exigida. Este trabalho versa sobre um destes sistemas, conhecido como outriggers, em especial os projetados em concreto armado. O sistema é constituído por paredes de elevada rigidez distribuídas ao longo da altura da edificação, comumente com altura de um ou mais pavimentos, que ligam o núcleo rígido da edificação aos pilares do exterior. O objetivo do trabalho é comparar a influência desse sistema em um edifício de estudo, variando a altura do edificação (40, 60 e 80 pavimentos), a posição e a quantidade de outriggers (0 a 4), através da elaboração de modelos de cálculo no software TQS versão estudantil LP&S v22. Para validação da análise de outriggers através do programa, realizou-se um estudo inicial com base nos resultados obtidos por Brasil (2018), resultando em uma diferença de valores menor que 10% nos valores obtidos. Após esta avaliação, foram elaborados e comparados 24 modelos de cálculo, obtendo relações entre os deslocamentos laterais no topo da edificação, coefcientes γz, consumo de concreto e momentos fletores no núcleo principal da edificação. Concluíu-se que o aumento de pavimentos de outriggers leva a diminuição dos valores de γz, deslocamentos e momentos fletores nos núcleos, e essa redução tende a se estabilizar conforme o aumento de outriggers. Verificou-se também que a variação de altura do edifício influencia nas reduções percentuais dos fatores analisados, sendo necessário adicionar mais pavimentos de outriggers em edificações maiores para mesma redução percentual de deslocamentos. Também foram realizadas comparações dos parâmetros com o consumo adicional de concreto, chegando a conclusão que diferentes alturas de edificíos podem apresentar uma relação custo-benefício parecida para adoção do sistema de outriggers.

The influence of bracing systems is fundamental to analyze the stability of structures and necessary to ensure the safety needed. This work speaks of one of this systems, known as outriggers, in particular the ones designed with reinforced concrete. The system consists of rigid walls distributed over the building height, commonly with the height of one or more stories that connect the building core to the exterior columns. The goal of this work is to compare the influence of this system in a study building, varying the height of the building, (40, 60 or 80 stories), the position and number of outriggers, through the elaboration of calculation models in TQS student build LP&S v22 software. To validate de outrigger analysis in the software, an initial study was made based on the results obtained by Brasil (2018), resulting in a difference less than 10% in the obtained values. After this evaluation, 24 calculation models were made and compared, obtaining relationships between the horizontal displacements in the top of the building, γz coefficients, concrete consumption and bending moments in the central core of the building. The analysis resolutions is that that increase of outrigger stories leads to the decrease of γz values, horizontal displacements and bending moments in the cores, and this reductions tend to stabilize with the increase of outriggers. It was also verified that the building height variation influence in the percentage reductions of the analyzed parameters, being necessary to add more outriggers stories in taller building to achieve the same percentage reductions of displacements. The analyzed parameters were also compared with the additional concrete consumption, concluding that buildings with different heights can present similar cost benefit values for the inclusion of outrigger systems.