Cálculo estrutural para obras: aprenda a fazer na prática!

Se você é do tipo que treme à simples menção de um cálculo, calma: o cálculo estrutural é uma parte fundamental no planejamento de qualquer obra de construção civil. Mas ele não é tão difícil assim!

Na verdade, nem um pouco. Sem contar que é super importante, não é mesmo? Afinal, ele garante a segurança, estabilidade e durabilidade da estrutura, sendo essencial para que o projeto seja executado com a máxima eficiência e sem riscos para os ocupantes.

Então, continue a leitura! Ao longo do conteúdo, vamos explicar o que é o cálculo estrutural, sua importância, quando ele deve ser feito, os elementos que fazem parte desse processo e como realizá-lo na prática. Além disso, daremos dicas sobre os erros mais comuns que devem ser evitados. Vamos lá!

O que é cálculo estrutural?

O cálculo estrutural é o processo técnico realizado por um engenheiro civil para determinar as dimensões e características dos elementos estruturais de uma obra, como fundações, vigas, pilares e lajes.

O objetivo aqui é garantir que a estrutura do edifício seja capaz de suportar as cargas a que será submetida durante sua vida útil, como o peso da construção, móveis, pessoas, vento, chuva, entre outras forças.

Para fazer essa conta, o profissional leva em consideração fatores como:

Isso garante que todos os elementos sejam dimensionados corretamente para evitar falhas estruturais que possam comprometer a segurança da obra. E, claro, de todos os envolvidos também!

Qual a importância do cálculo estrutural?

A segurança é o mínimo, certo? Mas a importância do cálculo estrutural vai além disso. Quando feito corretamente, ele também contribui para a eficiência do projeto e para a economia de materiais, evitando desperdícios e assegurando que cada componente da construção tenha o dimensionamento adequado.

E então, que tal conhecer os principais motivos para a realização de um cálculo estrutural eficiente? Continue para saber mais!

Segurança

O cálculo garante que a estrutura da obra seja capaz de suportar todas as cargas previstas, evitando riscos de desabamento ou danos durante a execução e uso do edifício.

Conformidade com as normas

O cálculo estrutural segue normas técnicas estabelecidas por órgãos competentes, o que assegura que a obra estará de acordo com as regulamentações de segurança e qualidade.

Otimização de recursos

Ao dimensionar corretamente os elementos estruturais, o engenheiro evita o uso excessivo de materiais, o que pode resultar em economia de custos para o cliente e para a empresa construtora.

Durabilidade da construção

Uma estrutura bem dimensionada garante que o edifício tenha maior vida útil e necessite de menos manutenção ao longo do tempo.

Quando fazer cálculo estrutural de obras?

O cálculo estrutural de obras deve ser realizado em diversas fases do projeto. Ele é necessário desde o início, quando o projeto arquitetônico é desenvolvido, até a execução da obra.

Aqui estão os principais momentos em que o cálculo estrutural é indispensável!

Na fase de projeto

Antes da execução da obra, é preciso que o engenheiro faça o cálculo estrutural com base no projeto arquitetônico, para garantir que as fundações e todos os elementos estruturais sejam dimensionados corretamente.

Durante as evolução dos projetos técnicos

Se houver modificações no projeto arquitetônico ou de engenharia, é necessário revisar os cálculos estruturais para que a segurança e a integridade da construção não sejam comprometidas.

Em obras de grande porte

Em projetos mais complexos, como arranha-céus ou construções industriais, o cálculo estrutural é ainda mais crítico, pois é necessário considerar diversos fatores, como resistência ao vento, terremotos e outros eventos extremos.

O que faz parte do cálculo estrutural?

O cálculo estrutural envolve diversos elementos que devem ser considerados para garantir a resistência e estabilidade da estrutura.

Alguns dos principais componentes que fazem parte deste cálculo podem ser vistos abaixo!

Fundações

As fundações são responsáveis por transferir as cargas da construção para o solo. O cálculo deve garantir que as fundações sejam dimensionadas de acordo com as cargas previstas e a resistência do solo (levando em conta o perfil geológico do terreno, a capacidade de carga de cada camada e o nível de água no solo, se for o caso).

Vigas e pilares

São os elementos que sustentam o peso da construção. O cálculo estrutural deve determinar o tamanho, a forma e o material adequado para essas peças, considerando as cargas que elas precisam suportar.

Lajes

A laje é a superfície que forma os pisos de um edifício. O cálculo define sua espessura e resistência, levando em conta o peso das pessoas, móveis e outros itens que serão colocados sobre ela.

Elementos de proteção contra esforços externos

Como telhados e paredes, que também precisam ser dimensionados para resistir ao vento, chuva, calor e outros fatores climáticos.

Materiais

O tipo de material (concreto, aço, madeira, etc.) utilizado para cada componente estrutural deve ser escolhido com base em suas propriedades físicas e mecânicas, garantindo que a estrutura seja eficiente e segura. Nessa decisão tem bastante relevância o projeto arquitetônico, que pode especificar elementos estruturais aparentes que foram considerados na estética da obra.

Como fazer o cálculo estrutural de obras?

Agora que você já sabe o que envolve o cálculo estrutural, vamos dar um exemplo prático de como realizar esse cálculo!

Mas, antes, confira o passo a passo de todo esse processo!

Levantamento das cargas

Antes de começar a calcular, é preciso saber quais cargas a estrutura precisará suportar. Isso inclui:

Esse levantamento é fundamental para garantir que a estrutura seja dimensionada corretamente, sem riscos de sobrecarga ou falhas.

Dimensionamento dos elementos

Com as cargas definidas, o próximo passo é dimensionar os elementos estruturais. Isso significa determinar o tamanho, a forma e a capacidade de cada parte da estrutura.

As fundações, por exemplo, são responsáveis por transferir as cargas da estrutura para o solo. O tipo de fundação (sapata, estaca ou radier) depende do solo e das cargas envolvidas. Mas ainda há vigas, pilares e lajes, além de outras estruturas importantes.

Cálculo das tensões

Agora que os elementos estão dimensionados, é hora de calcular as tensões envolvidas. Isso significa analisar como as forças atuam sobre a estrutura e se ela é capaz de suportá-las sem falhar. Dentre as forças consideradas, é possível citar as de compressão, tração e outras.

Escolha de materiais

Após o dimensionamento, o engenheiro escolhe os materiais que melhor atendem aos requisitos de resistência, durabilidade e custo. Por exemplo, para vigas e pilares, pode-se optar por aço ou concreto armado, enquanto para lajes, o concreto pode ser mais indicado.

Verificação das normas

Por fim, é essencial verificar se o projeto está de acordo com as normas técnicas e regulamentos de segurança. No Brasil, a NBR 6118 é a norma que estabelece os requisitos para o projeto de estruturas de concreto armado.

Em resumo, ignorar as normas técnicas pode resultar em problemas graves, como colapsos estruturais ou até mesmo responsabilidades legais.

Agora, vamos ao exemplo prático!

Suponha que você precisa calcular uma viga de concreto para uma obra. O processo incluiria:

Quais são os erros a serem evitados?

Realizar o cálculo estrutural de forma errada pode ter consequências graves, como falhas na estrutura, comprometendo a segurança da obra. Aqui estão alguns erros críticos, e que devem ser evitados!

Subdimensionamento ou superdimensionamento

Um dos erros mais graves no cálculo estrutural é o subdimensionamento ou o superdimensionamento dos elementos. Ambos os extremos têm consequências negativas.

Calcular a estrutura com valores abaixo do necessário pode comprometer a segurança, levando a rachaduras, deformações excessivas ou até mesmo colapsos. Por outro lado, dimensionamentos acima do necessário resultam em desperdício de materiais e aumento de custos, sem trazer benefícios adicionais à estrutura.

Desconsiderar as condições do solo

As fundações são a base de qualquer estrutura, e ignorar as condições do solo é um erro que pode levar a sérios problemas, como recalques (afundamentos) ou desabamentos. Geralmente o investimento em prospecções e sondagens para conhecer melhor o subsolo lhe dará retorno em economia no dimensionamento da obra.

Não realizar verificações de normas técnicas

As normas técnicas, como as da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), são essenciais para garantir a segurança e a qualidade da obra. Ignorá-las pode resultar em problemas legais e, pior ainda, em falhas estruturais.

Ignorar o comportamento dinâmico da estrutura

Para obras de grande porte, como prédios altos ou pontes, é essencial considerar o comportamento dinâmico da estrutura. Isso inclui forças externas como vento, terremotos, comportamento dos usuários (comum no cálculo de arquibancadas para estádios de futebol, onde as pessoas pulam em sincronia) e até mesmo o tráfego de veículos.

Por isso, realize análises dinâmicas detalhadas, especialmente para estruturas complexas ou em locais com riscos naturais.

O cálculo estrutural é uma etapa essencial em qualquer projeto de construção civil. Ele garante que a estrutura da obra seja segura, eficiente e econômica. Ao entender o que envolve esse cálculo e como realizá-lo na prática, você estará mais preparado para garantir o sucesso do seu projeto.

Compartilhe este conteúdo em suas redes sociais para que mais pessoas possam conferir a importância desse cálculo para as futuras obras!