Quando analisamos os métodos construtivos no Brasil, ainda é possível perceber a predominância do uso de concreto armado. Contudo, estruturas metálicas tem se tornado cada vez mais recorrentes em todos os tipos e dimensões de projetos. Isso se deve há muitos fatores, mas destaca-se algumas características do próprio material que chamam muito a atenção, como seus elevados níveis de resistência e ductibilidade, além de ser um elemento homogêneo e isotrópico. Isso traz ao projeto de estruturas metálicas outras vantagens como a obtenção de menores seções transversais, facilidade de reforço e ampliação.
Junto a isso, temos que o aço possui uma relação resistência/peso próprio elevada, trazendo concepções estruturais leves. Isso permite que em grandes projetos seja possível executar maiores vãos livres e em obras de menor porte pode-se economizar material e gerar um amplo espaço interno. Exatamente por isso, este material é amplamente utilizado para galpões industriais, que é exatamente o caso deste projeto.
Assim, foi proposto um galpão em Belo Jardim, no agreste de Pernambuco. Esta estrutura seria do tipo geminado com pórticos formados por perfis laminados e telhados em duas águas. As dimensões do galpão são de 100 m de comprimento, com pórticos espaçados a cada 5 m, 40 m de largura e pé-direito de 6 m, tendo um vão central de 20 m e inclinação do telhado de 10%.
Essa estrutura foi tema do projeto de conclusão de curso, sendo analisada segundo a NBR por dois softwares de engenharia diferentes e os resultados obtidos foram comparados.
Um dos softwares utilizados foi o SCIA Engineer, que possui um concurso internacional para trabalhos elaborados por estudantes chamado SCIA STUDENT CONTEST 2023. Esse trabalho foi inscrito no concurso e recebeu uma das premiações.
Explorando o cálculo desse galpão é importante destacar a metodologia de trabalho empregada no projeto, onde o SCIA Engineer foi utilizado diretamente nas etapas de dimensionamento da estrutura e, por isso, essas serão mais detalhadas.
Uma vez que os materiais foram escolhidos, foram definidas as ações atuantes na estrutura. Todo o projeto seguiu as determinações da NBR, de modo que as ações permanentes se basearam no peso próprio dos elementos estruturais disponíveis nos catálogos dos fabricantes, por exemplo, telhas de cobertura, paredes de alvenaria para fechamento lateral e equipamentos fixos vinculados à estrutura.
Já as ações variáveis foram constituídas pela sobrecarga na cobertura e a ação do vento. As sobrecargas seguiram os valores mínimos decorrentes de instalações e isolamento térmico e acústico. As ações do vento também seguiram as determinações de norma, considerando fatores de localização, topográficos, rugosidade do terreno. Dentro disso, obteve-se os seguintes valores de coeficiente de pressão interna:
Obtidos os valores dos coeficientes de pressão interna e externa, partiu-se para as combinações utilizando as ações de vento. Para o dimensionamento das telhas, terças e ancoragens, utilizou-se os coeficientes de pressão externa médio, enquanto para as paredes e o telhado, adotou-se a situação mais desfavorável entre as situações de ventos incidentes a 0° e 90°. Para os elementos dos pórticos foram efetuadas combinações entre os coeficientes de pressão externa relativos aos ventos incidentes a 0° e 90° e os coeficientes de pressão interna, visando se obter a hipótese mais desfavorável para cada uma das situações de incidência do vento:
Uma vez que as ações foram determinadas, foi possível elaborar as combinações previstas pela NBR 8800. Assim, foram feitas combinações para o Estado Limite Último e o Estado Limite de Serviço, obtendo- se o seguinte:
Determinados todos esses parâmetros, foi possível aplicá-los no SCIA e para expor melhor o fluxo de trabalho feito, veja o fluxograma abaixo, onde é possível observar exatamente como o software foi usado dentro das etapas já mencionados da metodologia de trabalho.
Os cálculos foram realizados também no software de comparação e os principais resultados tomados como base foram os esforços internos. Assim, na imagem abaixo é possível observar os valores de ambos os softwares para uma situação de pilar típico do galpão:
Aqui é possível perceber a semelhança de resultados obtidos em ambos os softwares. Vale destacar que nesse tipo de comparação é muito raro que os valores sejam exatamente iguais, visto que cada programa possui suas respectivas considerações de cálculo. O importante nessas situações é se manter dentro da ordem de grandeza e isso foi observado nesses resultados, inclusive exposto no trabalho:
“Através da comparação das verificações dos principais elementos do galpão realizadas através do *software* com aquelas provenientes do SCIA Engineer, observou-se que, apesar das simplificações adotadas, os resultados apresentaram-se muito próximos, conforme foi observado na Figura 9 para o caso de um pórtico típico, sendo esta convergência de resultados de extrema importância para a validação das abordagens utilizadas no dimensionamento estrutural.”
Outras verificações foram realizadas dentro do SCIA Engineer, que também foram consideradas satisfatórias, e o projeto contou também com o dimensionamento das ligações metálicas. Todos os processos realizados no SCIA permitiram a elaboração da memória de cálculo detalhada, que foi anexada ao projeto. Essa apresentação clara e minuciosa dos cálculos e métodos permite um maior controle e conhecimento do comportamento do programa, o que é fundamental em situações comparativas.
As ferramentas disponíveis no SCIA Engineer permitiram que o projeto fosse realizado do início ao fim no software, desde a modelagem até a apresentação dos resultados. Essas ferramentas de nível profissional estão disponíveis nas licenças acadêmicas de forma gratuita para os professores e estudantes de engenharia. Por meio desses recursos, tem-se controle das decisões de projeto, permitindo ao usuário aplicar qualquer consideração desejada, garantindo uma comparação justa. Além disso, a possibilidade de se usar perfis conhecidos e de se realizar as verificações pela NBR, mais uma vez se mostra ser um diferencial, que traz muita confiança nos valores obtidos.
