Torção em Pilares

Nos projetos estruturais de edifícios altos, é comum a utilização de núcleos de concreto armado, que tem a finalidade de enrijecer os edifícios, tornando-os aptos a resistir às ações horizontais neles atuantes e a garantir uma adequada estabilidade global.

Os núcleos de concreto são compostos por uma ou mais superfícies (lâminas) associadas e dispostas verticalmente. Em geral, eles são posicionados ao redor dos poços dos elevadores e das escadas, justificando, assim, a sua denominação popular de caixa do elevador ou pilar do elevador.

Uma maneira mais geral de modelar núcleos de concreto de edifícios seria tratá-los como lâminas de seções transversais delgadas, sujeitas a esforços normais e a flexo-torção, e discretizá-los no modelo global através de uma malha de barras ou cascas. No Sistema TQS, atualmente, os núcleos rígidos são representados por uma única barra por lance, com a possibilidade de considerar uma rigidez equivalente à torção aproximada. Embora esta discretização esteja sendo feita como apenas uma barra, todas as vigas que chegam a qualquer lâmina do núcleo de concreto possuem a sua ligação viga-pilar devidamente equacionadas através da técnica de nós semi-rígidos.  Também o dimensionamento do pilar composto por lâminas é feito adequadamente através da consideração do efeito localizado nas lâminas.

Para facilitar o entendimento dessa consideração, vamos dividir a sua descrição em dois tópicos:

Pórtico espacial e Verificação de efeito localizado no TQS-Pilar.

Pórtico Espacial:

No modelo de pórtico do Sistema TQS, usa-se apenas um elemento de barra para representar um lance de pilar-parede entre duas lajes consecutivas.

Se a opção “Pilar parede inércia à torção laminar” estiver ativa no Modelador Estrutural para determinados trechos de pilares-parede, serão gerados modelos espaciais isolados para cada um desses lances existentes no edifício, conforme mostrado na figura a seguir.

Esses modelos locais são utilizados para o cálculo dos valores das inércias à torção equivalente dos diversos lances dos pilares-parede do edifício. Quando o Sistema TQS gera o modelo de pórtico do edifício, tais valores são adotados automaticamente como inércias a torção das barras desse pórtico que representam os correspondentes lances dos pilares paredes do edifício.

Como resultado da análise desse modelo de pórtico espacial, são obtidos os momentos torsores que devem ser utilizados no dimensionamento. Veja, a seguir, um exemplo.

Verificação de efeito local no TQS-Pilar:

Durante o dimensionamento automático dos núcleos rígidos efetuado pelo TQS-Pilar, estes esforços (momentos torsores) são convertidos em esforços normais adicionais (força normal e momentos fletores) nas faixas, de acordo com o modelo local utilizado para calcular a inércia à torção equivalente.

No editor de geometria, esforços e armaduras do TQS-Pilar, os esforços adicionais em cada faixa podem ser visualizados.

Com estes esforços adicionais no modelo, será realizada a verificação dos efeitos locais nas faixas das lâminas do pilar parede seguindo o processo aproximado para consideração do efeito localizado de segunda ordem estabelecido pela ABNT NBR 6118 (15.9.3).

Para verificar o dimensionamento deste pilar, no editor de esforços e armaduras, somente 3° Comando:  (Calcular efeitos localizados numa faixa retangular) poderá ser utilizado.

• Observações:
• Este processo de cálculo é aproximado. Por este motivo, requer que o engenheiro faça uma análise criteriosa dos resultados gerados pelo programa antes de dimensionar os elementos de concreto armado.
• No item 17.5.2, a ABNT NBR 6118:2007 estabelece que, por causa dos efeitos de fissuração do concreto armado, devem ser adotados 0,5 da rigidez no caso de flexo-torção.
• Recomendamos que isso seja considerado (nos critérios do Pórtico-TQS há um divisor de rigidez específico para esse fim).
• Por ser um modelo aproximado, existe a necessidade de evoluir este modelo.
• Num futuro próximo, talvez, o modelo local discretizado do pilar parede estará integrado ao modelo global do pórtico espacial.

Atenciosamente,

Cesar Bandiera

Suporte TQS