Análise da performance de diferentes concepções estruturais em edifícios altos em concreto - Benvegnú, Daniele Elisa (2022)
A urbanização e a demanda por centros urbanos crescem cada vez mais. Aliado a estes fatores, ainda se encontra o grande desenvolvimento de tecnologias e materiais, que de forma conjunta aumentam a construção de edifícios altos. Baseado nesta necessidade atual crescente, o presente trabalho busca mostrar as dificuldades encontradas e os principais parâmetros relacionados a edificações deste porte. Nesse sentido, adotou-se um projeto real de uma edificação de aproximadamente 200 metros de altura, e através deste realizou-se um estudo a fim de entender quais sistemas estruturais poderiam ser aplicados e quais os impactos e ganhos associados a cada uma destas escolhas. Os sistemas adotados tiveram como critério de escolha a aplicabilidade em edifícios desta altura e, principalmente, o atendimento ao projeto arquitetônico, sendo este último um dos critérios desafiadores destas estruturas devido ao grande desenvolvimento e arrojamento dos projetos atuais. Todas as análises foram geradas no software ETABS utilizando o método dos elementos finitos. Assim, optou-se por iniciar pelo sistema mínimo para esta altura de edificação, partindo do sistema de pórticos externos com núcleos centrais. A partir deste, geraram-se outros modelos como a utilização de simulação de sistema tubular, uso de outriggers em um e dois pavimentos e emprego de pórticos internos e troca do sistema inicial de laje. Além destas, também foram feitas alterações nas concepções estruturais, buscando entender os ganhos causados por alterações no núcleo central e nos pilares de canto do edifício. Ainda, foi inferido o ganho no desempenho estrutural da edificação ao se utilizar maior resistência à compressão do concreto em toda edificação. Por meio destas análises, entende-se para cada sistema quais são os parâmetros que recebem aumentos mais significativos e quais os que sofrem perdas. Assim, sabe-se que o uso de outriggers consegue diminuir os deslocamentos máximos e relativos, com um consumo de concreto adicional muito baixo, enquanto o sistema de simulação tubular apresenta ótimos valores de ganho nos deslocamentos máximos e relativos, mas com maior consumo de concreto. De mesmo modo, alterações no núcleo também podem causar um grande ganho de consumo, porém além de melhorar o ELS de deslocamentos, mostram aumento significativo nas frequências naturais principais do edifício. Além disso, os modelos com pilares de canto alterados para formato em “L” trazem ganhos muito significativos em relação aos deslocamentos máximos e relativos, apresentando ganho intermediário no consumo de concreto e também no aumento das frequências principais. Ainda, a variação do sistema de lajes e acréscimo de pórticos internos, por si só já retorna em ganho no ELS de deslocamento, mas gera decréscimos da segunda e terceira frequências modais, enquanto, o modelo de alteração de classe de resistência do concreto mostra melhoras tanto no ELS como na análise modal de forma equivalente, devendo-se avaliar o custo atrelado ao uso do mesmo. Assim, pelos resultados apresentados para cada sistema é possível ter referências da variação dos parâmetros e, conforme o projeto e resultados associados, pode-se optar pela utilização do que retorne maior ganho no parâmetro de maior necessidade, seja ele referente à análise modal, ao estado limite de serviço, ao estado limite último ou, ao consumo de materiais.