Sobre o projeto
O projeto envolveu um edifício de apartamentos em betão armado em Praga com um sistema estrutural de paredes transversais. Com base no requisito de estacionamento em garagem, o primeiro piso utilizou um sistema de pilares. Devido à disposição em planta, não foi possível colocar todos os pilares de forma a estarem diretamente alinhados com o sistema estrutural de paredes.
A estrutura foi dimensionada utilizando um modelo parede-laje num programa de MEF de uso corrente, com elementos selecionados modelados e dimensionados separadamente no IDEA StatiCa Detail.
O presente artigo centra-se no dimensionamento e verificação normativa de uma das paredes resistentes utilizando o Método do Campo de Tensões Compatível no IDEA StatiCa Detail.
Desafios técnicos
A disposição estrutural do edifício levantou várias questões relativamente à interação real entre a parede e os elementos horizontais. No caso desta parede, a questão principal era a influência da rigidez vertical da viga localizada na base da parede. Uma vez que o material num modelo MEF corrente é tradicionalmente considerado como linear, havia a preocupação de que a rigidez da viga fosse sobrestimada do lado "não seguro".
Por conseguinte, foi criado um submodelo da parede no IDEA StatiCa Detail. Para garantir um dimensionamento seguro, o modelo foi criado em duas variantes de condições de fronteira. Na primeira variante, a viga foi representada por um apoio elástico com rigidez correspondente à deformação da viga com consideração da fendilhação e da fluência. Na segunda variante, o apoio que representava a viga foi removido completamente. Ao nível das lajes de piso, foram criados apoios elásticos, utilizando valores de rigidez baseados na deformação horizontal do edifício.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{The shape of the wall and the model in IDEA StatiCa Detail, including loads. Arrows represent defined boundary conditions.}}}\]
Solução e resultados
O dimensionamento da armadura baseou-se na otimização topológica. O resultado desta ferramenta é uma topologia de campos de compressão e zonas em tração. A forma desta "treliça" pode ser utilizada para colocar a armadura de forma mais eficiente e identificar as zonas críticas de compressão na estrutura.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Topology optimization and reinforcement design in IDEA StatiCa Detail}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Reinforcement detail for overhanging cantilever wall}}}\]
O passo seguinte consistiu em verificar a estrutura no IDEA StatiCa Detail para o estado limite último e também para o estado limite de utilização. Tudo isto é possível graças a um modelo de elementos finitos especial que modela a armadura como elementos 1D. Isto permite calcular o comportamento da estrutura com base na armadura real, sem qualquer restrição relacionada com a forma da estrutura ou da armadura.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Limit state check in IDEA StatiCa Detail}}}\]
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Crack check in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Conclusão
Graças à criação de um submodelo da estrutura no IDEA StatiCa Detail, a equipa da KRStatic obteve a certeza de que a disposição estrutural atípica não afetaria negativamente a capacidade resistente do edifício. Os modelos criados no IDEA StatiCa foram calculados com várias variantes de condições de fronteira, garantindo a segurança do dimensionamento. O resultado foi uma solução estrutural segura e otimizada para o edifício de apartamentos.
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