Escrito por: Gabriel Passos Bandeira
PROCALC
O dimensionamento de estruturas 2D ainda é um desafio para muitos escritórios do país, e muito disso se deve a falta das ferramentas certas. Em edificações que envolvem o fluxo ou mesmo o armazenamento de água, cada detalhe se faz fundamental para garantir a segurança e funcionalidade da estrutura. O Método dos Elementos Finitos é uma das formas de lidar com essas situações e permite que analisemos as superfícies de forma bastante minuciosa. O SCIA Engineer traz esse grau de detalhe garantindo ainda a fluidez de trabalho, fazendo com que projetos de grande porte possam ser finalizados com um elevado nível de sofisticação mantendo o dinamismo e a praticidade. Trataremos de três exemplos de reservatórios nos quais determinadas ferramentas foram fundamentais para a conclusão dos projetos.
TANQUE DE AERAÇÃO
Usado nas estações de tratamento de esgoto, essa edificação demanda uma fundação direta. Contudo, esta estrutura ainda é suscetível não apenas ao carregamento interno com empuxo de água (esgoto) e ao externo com empuxo de solo, mas também à subpressão devido a presença de lençol freático em nível elevado.
Imagem 1 – Tanque de Aeração: Visão Geral
Assim, visando estabilizar a estrutura foram adotados canais de concreto a serem preenchidos com material de alta densidade na região das juntas da laje de fundo, bem como pontos de ancoragem com estacas raiz resistindo a tração resultante dos esforços de subpressão, aliviando a carga de compressão suportada pelo solo.
Imagem 2 – Tanque de Aeração: Deslocamento 3D
Imagem 3 – Tanque de Aeração: Reações nas Estacas
Em situações específicas como esta, o SCIA foi indispensável para analisar os esforços na estrutura e para a definição da melhor condição de equilíbrio frente ao grande empuxo de subpressão sofrido pela estrutura. Além disso, por meio do software foi possível dimensionar elementos 1D e 2D pela norma NBR6118-2014, o que traz um elevado nível de precisão e praticidade ao processo de modelagem.
Imagem 4 – Tanque de Aeração: Cálculo de Armadura Necessária 2D pela NBR 6118
Imagem 5 – Tanque de Aeração: Verificação de Resposta pela NBR 6118
ELEVATÓRIA
Mais corriqueiros ainda, os muros de arrimo podem ser um problema para o dimensionamento, principalmente quando em grande proporção. No segundo projeto, temos uma situação de estação elevatória em terreno de grande declive no qual foram projetados um reservatório com canal lateral e poço de sucção. Para compensar a diferença de altura entre os níveis de pista e cota natural do terreno, foi feito um muro de arrimo.
Imagem 6 – Elevatória: Visão Geral
Por meio do SCIA, foi possível realizar a análise do comportamento da estrutura frente aos carregamentos internos e esforços tanto na elevatória quando no muro de arrimo. Em situações de implantação e solicitações horizontais, inclusive, esses esforços geram resultantes de cisalhamento na base das sapatas. Por meio desses resultados, foi possível realizar uma análise geológica de qualidade e determinar as fundações da estrutura da melhor forma possível.
Imagem 7 – Elevatória: Solicitações 2D
Imagem 8 – Elevatória: Verificação de Resposta pela NBR 6118
Com os esforços gerados e os resultados obtidos, a próxima etapa do projeto também foi garantida pelo SCIA por meio da ferramenta de cálculo de armaduras com base na NBR6118-2014.
Imagem 9 – Elevatória: Cálculo da Armadura 2D Necessária pela NBR 6118
REFORMA DO FILTRO MBBR
E para o último projeto, trataremos de um caso no qual fica claro que um software potente pode dinamizar e sofisticar os projetos também em situações de reforma. Esse é o caso de um filtro Percolador que teve a sua estrutura adaptada à um filtro MBBR (Moving Bed Biological Reactor). Este trabalho consistiu em modificações de alturas e acréscimo de paredes, construção de passarelas. Estruturas auxiliares foram concebidas na intenção de mitigar ao máximo a transferência de novos esforços à elementos pré-existentes.
Imagem 10 – Reforma do Filtro MBBR: Visão Geral
Neste projeto o SCIA executou o papel fundamental de verificar se os novos esforços aplicados na estrutura seriam suportados pelas armaduras já existentes. A partir disso, identificar as regiões de reforço estrutural, regiões a serem demolidas e, evidentemente, o dimensionamento das novas instalações.
Imagem 11 – Reforma do Filtro MBBR: Cálculo da Armadura Necessária pela NBR 6118
Imagem 12 – Reforma do Filtro MBBR: Solicitações 2D
Foi realizada também a análise de deslocamentos com o intuito de avaliar se a tensão do solo se manteve em uma faixa compatível com seu solo de fundação.
Imagem 13 – Reforma do Filtro MBBR: Deslocamento 3D
SUPERANDO EXPECTATIVAS
Em todos os projetos foram usadas ainda outras funcionalidades de bastante relevância. Além de cálculos e verificações já vinculadas coma NBR, foi usado bastante da interoperabilidade com outros softwares BIM, que permitiu que estes modelos fossem exportados para programas de detalhamento mantendo suas informações e tributos, agilizando consideravelmente a dinâmica de trabalho. Neste último projeto, inclusive, isso foi indispensável para poder definir etapas construtivas e quantitativos para a reforma.
Além disso, foi usado também o gerador de memorial interno do SCIA, o Engineering Report. Essa ferramenta é interna do software e permite gerar modelos de relatório com a formatação específica do escritório, de modo que este processo já fica automatizado. Além disso, por ser interno, as informações do relatório estão vinculadas ao modelo, de modo que qualquer alteração do projeto já é automaticamente corrigida no memorial, nas tabelas, resultados e imagens.
Imagem 14 – Exemplo de memória feita no Engeneering Report
Essas funcionalidades foram fundamentais para que grande parte do projeto pudesse se feita dentro do SCIA e as etapas que demandassem de outros softwares já estariam bastante adiantadas. A intenção dessas ferramentas é reduzir o retrabalho e garantir maior controle dos processos durante o trabalho.
Os projetos tradados neste artigo foram disponibilizados pela empresa PROCALC, parceira da BIMWORKS há anos e esses modelos foram enviados ao User Contest 2023. Para ver mais projetos como estes realizados no SCIA ao redor do Brasil e do mundo, basta acessar o link:
