Paredes resistentes

O módulo "Paredes resistentes" do CYPECAD calcula e dimensiona paredes de betão armado.

As paredes são elementos verticais de qualquer secção transversal, formadas por múltiplos retângulos entre cada planta, e são definidas por um nível inicial e um nível final. A dimensão de cada lado é constante em altura, mas a sua espessura pode diminuir.

Pretendem ser o que o seu nome indica: apoios verticais com qualquer forma para resistirem a ações verticais e, fundamentalmente, a ações horizontais. Na terminologia inglesa são designadas por "shear walls", paredes para resistir ao corte, ou seja, núcleos rígidos.

Condições para a modelação de paredes

• Em planta é uma figura formada por segmentos ou tramos retos que se unem nos seus vértices. Pode-se criar qualquer forma através de um conjunto de segmentos interconectados que formem uma poligonal aberta ou fechada.
• A forma em planta é constante em toda a sua altura. Não se pode eliminar um lado, nem sequer para se converter num pilar apoiado.
• Não pode sobrepor-se a outro suporte, quer se trate de um pilar ou de um muro.
• A espessura dos lados pode diminuir para cada planta em toda a sua altura.
• Não permite aberturas. Se se pretender colocar portas, tal não é possível; apenas as extremidades podem ser ligadas pelos elementos horizontais ao nível de cada piso, como por exemplo uma viga.

Discretização realizada em paredes

Trata-se de um modelo composto por elementos finitos de lâmina espessa triangulares com seis nós (três vértices e três pontos médios dos lados) e seis graus de liberdade por nó. Os triângulos são sempre regulares e iguais em cada planta.

No encontro com a planta gera-se uma barra, cuja largura é igual à dimensão do lado da parede, e cujo altura é de 20 cm, como mínimo, ou à espessura da laje que lhe corresponda. Essa barra tem como nós os dos triângulos que lhe correspondem e os das barras que chegam da laje, sendo esta barra a que conecta os elementos verticais com os horizontais, e logicamente transmitindo os esforços por flexão e torção entre ambos.

Introdução de paredes

A partir de "Pilares, paredes e arranques" do menu "Introdução" no separador "Entrada de pilares" é possível introduzir novas paredes selecionando a opção "Nova parede".

Em primeiro lugar, define-se um conjunto de parâmetros tipo, indicando:

• Nome da parede;
• Grupo inicial e final;
• Lados e vértices;
• Espessuras em cada planta à esquerda e direita do eixo do lado.

O primeiro vértice definido é o ponto fixo de inserção, embora seja possível alterar a sua posição. Seguidamente, definem-se as paredes através dos seguintes parâmetros:

• Tipo de parede;
• Referência. Pode indicar uma referência que será a que surgirá nos desenhos e nas listagens;
• Ângulo. Permite modificar o ângulo de introdução (de − 90º a + 90º);
• Com ou sem vinculação exterior. Arranque na fundação (com vinculação exterior) ou apoio (sem vinculação exterior);
• Altura de apoio;
• Definir tipos. Permite modificar o tipo de parede introduzido anteriormente e/ou criar novas paredes.

Critérios de armadura para paredes

Uma parede é um elemento superficial submetido aos 6 esforços correspondentes. Deverá ter uma armadura vertical e horizontal em cada face que será constante em cada planta para que seja construtiva. Pode ser diferente em cada lado ou tramo.

A armadura é obtida a partir de tabelas ordenadas sequencialmente. O programa verifica a armadura com os esforços existentes em cada nó, de modo a que a armadura seja aumentada até que todos os nós de cada face, para cada posição de armadura, estejam em conformidade.

O cumprimento de todos os nós pode ser reduzido a uma determinada % definida nas opções do programa, através do comando “fator de cumprimento” ("Dados gerais", botão "Por posição" da secção "Tipos de aço em varões", botão "Opções de pilares, paredes, muros e consolas", "Fator de cumprimento exigido em muros e paredes").

Nota:

Cada nó tem uma área de influência. Se o fator de cumprimento for 90% (valor normal por defeito), significa que a armadura colocada pelo programa cumpre pelo menos 90% da superfície da face em que a armadura é colocada. O resto da superfície pode não estar em conformidade com algumas das verificações. Neste caso, é indicada a percentagem de cumprimento. Por exemplo, se 95,6% cumprem, 4,4% não cumprem.

A partir do diálogo de Edição de armaduras que aparece ao selecionar a opção "Editar" no menu "Pilares/Paredes" (no separador "Resultados"), podem ser vistas as armaduras dispostas no ecrã e os nós que não cumprem a vermelho. Premindo o botão "Ver esforços" no diálogo acima mencionado, os nós vermelhos mudam de cor e podem ser selecionados, caso em que é apresentada uma listagem no ecrã indicando qual a armadura que não cumpre (vertical ou horizontal esquerda ou direita, ou transversal), o fator de quantidade de cada armadura (relação entre a quantidade necessária e a quantidade disposta) e uma proposta de armadura de reforço.

Tabelas de armadura e opções de cálculo para paredes

Quando se seleciona "Por posição" no ecrã "Dados gerais", abre-se uma janela na qual, para além de selecionar diferentes tipos de aço para os elementos referenciados, é possível editar, modificar ou adicionar tabelas de armaduras e opções de cálculo.

Para as paredes, é possível editar as seguintes tabelas de armaduras:

• Tabelas de armaduras horizontais para paredes e muros. Permite a consulta e modificação da armadura horizontal para as paredes e muros (a tabela é comum para ambos os elementos estruturais). O programa calculará em cada planta a armadura horizontal necessária em ambos os lados da parede, de modo que podem resultar armaduras diferentes entre eles. Assim, pode-se configurar uma série de armaduras para cada "Face com menor armadura" em cada "Face com maior armadura". Se pretender uma armadura simétrica nas duas faces, a tabela deve ser modificada, deixando uma única e idêntica armadura em "Face com maior armadura" para cada sequência definida em "Face com menor armadura".
• Tabelas de armadura vertical de paredes e muros. Permite a consulta e a modificação da armadura vertical para as paredes. O seu funcionamento é idêntico ao do ponto anterior.

Todas as tabelas de armaduras têm aspetos do seu funcionamento idênticos, tais como: "Biblioteca", "Especial" ou "Diâmetros utilizados".

Verificação e dimensionamento de paredes

Conhecido o estado das tensões, uma vez calculados os esforços e para cada combinação, verificam-se a armadura tanto vertical como horizontal, as tensões e as deformações do betão e do aço para a armadura disposta nas tabelas, aumentando sequencialmente até que alguma armadura esteja conforme para todas as combinações. É igualmente verificada na direção transversal, calculando o reforço, se necessário. Este processo é repetido para cada lado da parede.

De acordo com a norma selecionada, são efetuadas as verificações das quantidades mínimas e máximas, dos espaçamentos mínimos e máximos, bem como as verificações dimensionais dos lados (a largura de um lado é superior a cinco vezes a sua espessura), pois se isso for verificado, o programa exibe uma mensagem informativa e as limitações impostas para os pilares são aplicadas a ele. Os limites de esbelteza também são verificados nas paredes, para cada lado, e é apresentada uma mensagem se forem ultrapassados.

Por último, pode-se consultar em cada parede a armadura obtida, bem como os erros de dimensionamento. No caso de alterar a armadura ou a espessura, é realizada uma verificação. O programa emitirá as mensagens de erro correspondentes. É possível redimensionar se se alterar as secções, obtendo a nova armadura e realizando as verificações necessárias.

Saída de resultados

• Podem-se consultar os diagramas de tensões normais e tangenciais em toda a altura da parede para cada combinação calculada, bem como os diagramas de deslocamentos para as hipóteses definidas. Os isodiagramas são apresentados a cores e escalonados de acordo com valores proporcionais, com indicação dos valores mínimos e máximos.
• As armaduras podem ser consultadas e modificadas segundo o critério do projetista, assim como as espessuras, que aparecem a vermelho quando não estão conformes. Também é possível consultar o fator de cumprimento em % da armadura colocada, e as zonas a reforçar, se for o caso. Pode-se ainda obter uma listagem de armaduras.
• O programa pode listar os esforços mais desfavoráveis no tramo e os esforços por hipóteses da resultante.
• É possível obter o desenho pormenorizado das paredes, incluindo o alçado cotado e uma tabela com os comprimentos de todos os varões.

Licença de utilizador

Para que o CYPECAD possa calcular e dimensionar paredes de betão armado, é necessário que a licença de utilizador inclua, além do CYPECAD, o módulo "Paredes resistentes".

Outras prestações

Para poder ter acesso a outras prestações que oferece o programa, existem vários módulos sobre os quais pode obter informação na página “Módulos do CYPECAD“.