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ANÁLISE ESTRUTURAL DE UM EDIFÍCIO DE BAMBU
Brenno Henrique Moreira Monte Mor ¹, Gustavo Pereira Reis ², Ilma Alves Dias Braga
³, Ricardo Máximo Moreira 4, Lizia Fernandes Seyfarth Santos 5.
1) Acadêmico do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF –
brennomontemor75@gmail.com
2) Acadêmico do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF –
gustavoreis.gp41@gmail.com
3) Acadêmica do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF –
ninaadb@hotmail.com
4) Acadêmico do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF –
eng.ricardomaximo@gmail.com
5) Engenheira Civil, especialista em segurança do trabalho e professora do curso
de Engenharia Civil da FAF - liziafs@hotmail.com
Introdução
Presente em quase todo território brasileiro, o bambu se assemelha muito a madeira no quesito
comportamento estrutural, sua resistência apesar de ser elevada à compressão quando a força
é aplicada paralela as suas fibras se mostra bem baixa quando a mesma força é aplica
perpendicular ás suas fibras, em suma o bambu resiste bem a compressão, o que permite sua
utilização de forma simples para desempenhar a função de pilar , enquanto por outro lado ele
resiste muito mal a flexão e isso inviabiliza sua utilização como viga mesmo que para vencer
pequenos vãos. A solução para garantir que o bambu resista aos esforços característicos de
uma viga foi a associação do mesmo com concreto, trata-se de um bambu totalmente
preenchido de concreto que será denominado bambucon neste trabalho. Os bambus que
desempenharão a função de pilar serão agrupados em grupos de quatro varas simples,
enquanto as peças que desempenharão a função te viga serão agrupadas em grupos de duas
varas preenchidas de concreto (Bambucon).
Desenvolvimento
No mundo existem cerca de 1300 espécies de bambu, divididas em cerca de 50 gêneros, de
acordo com Beraldo (2008). No Brasil sua abundância se demonstra muito evidente, de
acordo com Filgueiras & Gonçalves (2004), no Brasil ocorrem 89% de todos os gêneros e
65% de todas as espécies de bambus conhecidos na América. Partindo desse pressuposto é
possível enxergar a viabilidade da construção em bambu em terras brasileiras, Beraldo (2008)
ainda destaca que dentre as espécies introduzidas no Brasil em sua maioria pertencem aos
gêneros Bambusa (espécies: blumeana, dissimulator, multiplex, tulda, tuldoides, ventricosa,
vulgaris, beecheyana), Dendrocalamus (espécies: giganteus, asper, latiflorus, strictus),
Gigantochloa, Guadua, Phyllostachys (espécies: aurea, purpuratta, bambusoides, nigra,
pubescens), Pseudosaca, Sasa e Sinoarundinaria. Na análise estrutural apresentada neste
trabalhado foi utilizado o bambu Guadua angustifólia por ter características mecânicas mais
apropriadas para desempenhar funções estruturais. Os diversos aspectos físicos e mecânicos
das mais variadas famílias coloca o bambu numa posição de destaque dentre os materiais
utilizados com função estrutural, é possível ainda notar que conforme muda o gênero e família
da planta também mudam suas resistências á compressão, tração, flexão e cisalhamento como
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demonstra a Figura 1:
Figura 1 : Resistência mecânica de algumas espécies de bambu.
Fonte: Téchne, 2006
Existem ainda outros diversos fatores que levam a diferença de resistência tais como espécie,
idade, tipo de solo, condições climáticas, época da colheita entre outros. No tocante ás peças
de bambu também á uma variação de acordo com a parte especifica a ser analisada, tal como
pode-se observar na Figura 2:
Figura 2 : Resistência à tração, módulo de elasticidade e coeficiente de Poison das partes basal, centro e topo,
com e sem nó, do bambu Guadua angustifólia
Fonte: Ghavami, 2001 apud Ramos, 2009
3
Modelo estrutural do edifício
A pesar da maior parte das edificações construídas em bambu serem feitas de maneira
empírica é possível analisar seu comportamento e verificar se as tensões provenientes do peso
próprio e das cargas não causará o colapso da mesma, para essa tarefa é necessário utilizar um
software que aceite configurar materiais com padrões pre-configurados. O software utilizado
para elaboração do edifício foi O Scia Engineer. O modelo analisado se trata de um pequeno
edifício de dois pavimentos constituído de duas residências populares com dois quartos,
cozinha, sala de estar/jantar e um banheiro como mostra na Figura 3:
Figura 3: Arquitetura
Fonte: Autores
4
Materiais
a) Concreto C25/C30
Tendo como norma base para o desenvolvimento da análise utilizamos a Eurocode (EN 1992)
que definas as caraterísticas do concreto em questão como mostrado na Figura 4:
Figura 4: Concreto C25/30
Fonte: Autores
b) Bambu
O bambu foi baseado na norma europeia de madeira por ter seu comportamento semelhante
como demonstra a Figura 5:
Figura 5: Bambu
Fonte: Autores
5
Seções das peças estruturas
a) Pilares
Os pilares foram construídos com bambus de 15 cm de diâmetro em conjuntos de quatro varas
de bambu simples de acordo com a Figura 6:
Figura 6: Seção dos pilares
Fonte: Autores
b) Vigas
As vigas foram elaboras com duas varas de bambucon ( Bambu preenchido de concreto) com
diâmetro de 15 cm de acordo com modelo da Figura 7:
Figura 7: Vigas (Banbucon)
Fonte: Autores
6
c) Lajes
As lajes são planas e maciças construídas em concreto armado com 10 cm de espessura
seguindo as especificações da NBR 6118/2014
Analise estrutural
Carregamentos
a) Peso próprio
Calculado de forma automática pelo software
b) Paredes de Drywall
Altura do pavimento = 2,80 m
Carga do Drywall = 2,80 x 0,20 = 0,56 kN/m
Figura 8: Carga das paredes de Drywall
Fonte: Autores
c) Utilização
Segundo a NBR 6120 que normatiza as cargas de utilização em estruturas, foi atdotado a
carga de 1,5 Kn/m².
7
Figura 9: Cargas de utilização
Fonte: Autores
Combinações
Foi feito uma combinação entre todas as cargas atuantes sendo todas elas as majoradas em
1,4.
Figura 10: Combinações de carga
Fonte: Autores
8
Resultados
a) Reações de apoio (Ton)
Figura 11: Reações de apoio
Fonte: Autores
b) Força cortante Vz
Figura 12: Cortante Vz
Fonte: Autores
9
c) Momento flerto Mx
Figura 13: Momento Fletor Mx
Fonte: Autores
d) Momento fletor My
Figura 14: Momento Fletor My
Fonte: Autores
10
Conclusão
A estrutura de bambu tem se tornado cada vez mais usual pela sua viabilidade econômica e
pratica, e podemos comprovar com a análise estrutural desenvolvida neste trabalho que o
bambu desempenha as funções de pilar e viga com muita maestria desde que seja utilizada a
associação de varas nos dois casos e a combinação do material com concreto, quando
tratamos do elemento viga. Com tudo o bambu peca por não poder ser usado na construção
das fundações, um problema que pode ser facilmente contornado elaborando as mesmas em
concreto armado. O bambu é sim viável e pode ser empregado nas mais diversas construções
com função estrutural.
.
Palavras-chave:
Construções de Bambu, Scia Engineer, Analise Estrutural
Referências
BERALDO, A. L.; PEREIRA, M. A. R. Bambu de corpo e alma. Bauru, SP: Canal6, 2008.
240 p.
FILGUEIRAS, T.S & GONÇALVES, A.P.S. A Checklist of the Basal Grasses and Bamboos
in Brazil (Poaceae). Bamboo Science & Culture. The journal of the American Bamboo
Society.Vol. 18. 2004.
GHAVAMI, K. & MARINHO, A.B. Determinação das propriedades dos bambus das esécies:
mosó, matake, Guadua angustifólia, Guadua tagoara e Dencrocalamus giganteus para
utilização na engenharia. Departamento de Engenharia Civil, Pontifícia Universidade Católica
do Rio de Janeiro. Maio de 2001. 40 p.
NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificação.
RAMOS, W. N. P. Bambu como material para habitaçõe s. Cidade Gaucha, PR: Universidade
Estadual de Maringá, 2009. 55p.
TECHNÉ. Construções de Bambu . Editora PINI, ed. 108, mar. 200

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Análise Estrutural de um Edifício de Bambu

  • 1. 1 ANÁLISE ESTRUTURAL DE UM EDIFÍCIO DE BAMBU Brenno Henrique Moreira Monte Mor ¹, Gustavo Pereira Reis ², Ilma Alves Dias Braga ³, Ricardo Máximo Moreira 4, Lizia Fernandes Seyfarth Santos 5. 1) Acadêmico do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF – brennomontemor75@gmail.com 2) Acadêmico do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF – gustavoreis.gp41@gmail.com 3) Acadêmica do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF – ninaadb@hotmail.com 4) Acadêmico do 8ª período do curso de Bacharel em Engenharia Civil da FAF – eng.ricardomaximo@gmail.com 5) Engenheira Civil, especialista em segurança do trabalho e professora do curso de Engenharia Civil da FAF - liziafs@hotmail.com Introdução Presente em quase todo território brasileiro, o bambu se assemelha muito a madeira no quesito comportamento estrutural, sua resistência apesar de ser elevada à compressão quando a força é aplicada paralela as suas fibras se mostra bem baixa quando a mesma força é aplica perpendicular ás suas fibras, em suma o bambu resiste bem a compressão, o que permite sua utilização de forma simples para desempenhar a função de pilar , enquanto por outro lado ele resiste muito mal a flexão e isso inviabiliza sua utilização como viga mesmo que para vencer pequenos vãos. A solução para garantir que o bambu resista aos esforços característicos de uma viga foi a associação do mesmo com concreto, trata-se de um bambu totalmente preenchido de concreto que será denominado bambucon neste trabalho. Os bambus que desempenharão a função de pilar serão agrupados em grupos de quatro varas simples, enquanto as peças que desempenharão a função te viga serão agrupadas em grupos de duas varas preenchidas de concreto (Bambucon). Desenvolvimento No mundo existem cerca de 1300 espécies de bambu, divididas em cerca de 50 gêneros, de acordo com Beraldo (2008). No Brasil sua abundância se demonstra muito evidente, de acordo com Filgueiras & Gonçalves (2004), no Brasil ocorrem 89% de todos os gêneros e 65% de todas as espécies de bambus conhecidos na América. Partindo desse pressuposto é possível enxergar a viabilidade da construção em bambu em terras brasileiras, Beraldo (2008) ainda destaca que dentre as espécies introduzidas no Brasil em sua maioria pertencem aos gêneros Bambusa (espécies: blumeana, dissimulator, multiplex, tulda, tuldoides, ventricosa, vulgaris, beecheyana), Dendrocalamus (espécies: giganteus, asper, latiflorus, strictus), Gigantochloa, Guadua, Phyllostachys (espécies: aurea, purpuratta, bambusoides, nigra, pubescens), Pseudosaca, Sasa e Sinoarundinaria. Na análise estrutural apresentada neste trabalhado foi utilizado o bambu Guadua angustifólia por ter características mecânicas mais apropriadas para desempenhar funções estruturais. Os diversos aspectos físicos e mecânicos das mais variadas famílias coloca o bambu numa posição de destaque dentre os materiais utilizados com função estrutural, é possível ainda notar que conforme muda o gênero e família da planta também mudam suas resistências á compressão, tração, flexão e cisalhamento como
  • 2. 2 demonstra a Figura 1: Figura 1 : Resistência mecânica de algumas espécies de bambu. Fonte: Téchne, 2006 Existem ainda outros diversos fatores que levam a diferença de resistência tais como espécie, idade, tipo de solo, condições climáticas, época da colheita entre outros. No tocante ás peças de bambu também á uma variação de acordo com a parte especifica a ser analisada, tal como pode-se observar na Figura 2: Figura 2 : Resistência à tração, módulo de elasticidade e coeficiente de Poison das partes basal, centro e topo, com e sem nó, do bambu Guadua angustifólia Fonte: Ghavami, 2001 apud Ramos, 2009
  • 3. 3 Modelo estrutural do edifício A pesar da maior parte das edificações construídas em bambu serem feitas de maneira empírica é possível analisar seu comportamento e verificar se as tensões provenientes do peso próprio e das cargas não causará o colapso da mesma, para essa tarefa é necessário utilizar um software que aceite configurar materiais com padrões pre-configurados. O software utilizado para elaboração do edifício foi O Scia Engineer. O modelo analisado se trata de um pequeno edifício de dois pavimentos constituído de duas residências populares com dois quartos, cozinha, sala de estar/jantar e um banheiro como mostra na Figura 3: Figura 3: Arquitetura Fonte: Autores
  • 4. 4 Materiais a) Concreto C25/C30 Tendo como norma base para o desenvolvimento da análise utilizamos a Eurocode (EN 1992) que definas as caraterísticas do concreto em questão como mostrado na Figura 4: Figura 4: Concreto C25/30 Fonte: Autores b) Bambu O bambu foi baseado na norma europeia de madeira por ter seu comportamento semelhante como demonstra a Figura 5: Figura 5: Bambu Fonte: Autores
  • 5. 5 Seções das peças estruturas a) Pilares Os pilares foram construídos com bambus de 15 cm de diâmetro em conjuntos de quatro varas de bambu simples de acordo com a Figura 6: Figura 6: Seção dos pilares Fonte: Autores b) Vigas As vigas foram elaboras com duas varas de bambucon ( Bambu preenchido de concreto) com diâmetro de 15 cm de acordo com modelo da Figura 7: Figura 7: Vigas (Banbucon) Fonte: Autores
  • 6. 6 c) Lajes As lajes são planas e maciças construídas em concreto armado com 10 cm de espessura seguindo as especificações da NBR 6118/2014 Analise estrutural Carregamentos a) Peso próprio Calculado de forma automática pelo software b) Paredes de Drywall Altura do pavimento = 2,80 m Carga do Drywall = 2,80 x 0,20 = 0,56 kN/m Figura 8: Carga das paredes de Drywall Fonte: Autores c) Utilização Segundo a NBR 6120 que normatiza as cargas de utilização em estruturas, foi atdotado a carga de 1,5 Kn/m².
  • 7. 7 Figura 9: Cargas de utilização Fonte: Autores Combinações Foi feito uma combinação entre todas as cargas atuantes sendo todas elas as majoradas em 1,4. Figura 10: Combinações de carga Fonte: Autores
  • 8. 8 Resultados a) Reações de apoio (Ton) Figura 11: Reações de apoio Fonte: Autores b) Força cortante Vz Figura 12: Cortante Vz Fonte: Autores
  • 9. 9 c) Momento flerto Mx Figura 13: Momento Fletor Mx Fonte: Autores d) Momento fletor My Figura 14: Momento Fletor My Fonte: Autores
  • 10. 10 Conclusão A estrutura de bambu tem se tornado cada vez mais usual pela sua viabilidade econômica e pratica, e podemos comprovar com a análise estrutural desenvolvida neste trabalho que o bambu desempenha as funções de pilar e viga com muita maestria desde que seja utilizada a associação de varas nos dois casos e a combinação do material com concreto, quando tratamos do elemento viga. Com tudo o bambu peca por não poder ser usado na construção das fundações, um problema que pode ser facilmente contornado elaborando as mesmas em concreto armado. O bambu é sim viável e pode ser empregado nas mais diversas construções com função estrutural. . Palavras-chave: Construções de Bambu, Scia Engineer, Analise Estrutural Referências BERALDO, A. L.; PEREIRA, M. A. R. Bambu de corpo e alma. Bauru, SP: Canal6, 2008. 240 p. FILGUEIRAS, T.S & GONÇALVES, A.P.S. A Checklist of the Basal Grasses and Bamboos in Brazil (Poaceae). Bamboo Science & Culture. The journal of the American Bamboo Society.Vol. 18. 2004. GHAVAMI, K. & MARINHO, A.B. Determinação das propriedades dos bambus das esécies: mosó, matake, Guadua angustifólia, Guadua tagoara e Dencrocalamus giganteus para utilização na engenharia. Departamento de Engenharia Civil, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Maio de 2001. 40 p. NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificação. RAMOS, W. N. P. Bambu como material para habitaçõe s. Cidade Gaucha, PR: Universidade Estadual de Maringá, 2009. 55p. TECHNÉ. Construções de Bambu . Editora PINI, ed. 108, mar. 200