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Sumário I
CAD/TQS
Conceitos e Modelos
Sumário
1. Introdução..................................................................................................................1
1.1. Responsabilidade do engenheiro ..........................................................................1
2. Conceitos ....................................................................................................................3
2.1. Segurança e Qualidade .........................................................................................3
2.1.1. Tecnologia nacional.......................................................................................3
2.1.2. Controle do modelo estrutural .......................................................................3
2.1.3. Economia de materiais...................................................................................3
2.1.4. Confiabilidade ...............................................................................................3
2.1.5. Validação de resultados.................................................................................4
2.1.6. Qualidade de desenhos ..................................................................................4
2.1.7. Equipe técnica ...............................................................................................4
2.2. Produtividade........................................................................................................4
2.2.1. Dados de entrada e resultados........................................................................4
2.2.2. Critérios de projeto e desenho .......................................................................4
2.2.3. Editor gráfico próprio....................................................................................5
2.3. Generalidade.........................................................................................................6
2.3.1. Generalidade geométrica...............................................................................6
2.3.2. Lajes convencionais, nervuradas, planas e protendidas.................................6
2.3.3. Elementos especiais.......................................................................................6
2.3.4. Vigas protendidas..........................................................................................7
2.3.5. Alvenaria Estrutural.......................................................................................7
2.4. Conceitos: Integração ..........................................................................................7
2.4.1. Arquitetura.....................................................................................................7
2.4.2. Instalações .....................................................................................................7
2.4.3. Construção.....................................................................................................7
2.5. Suporte Técnico....................................................................................................8
2.5.1. Documentação...............................................................................................8
2.5.2. Suporte Técnico – Treinamento.....................................................................8
2.6. Competividade......................................................................................................8
3. Entendendo os sistemas CAD/TQS..........................................................................9
3.1. Integração .............................................................................................................9
3.2. Processamento ....................................................................................................10
3.2.1. Processamento por lotes ..............................................................................10
3.2.2. Organização de pastas .................................................................................10
3.3. O CAD/Formas...................................................................................................11
3.4. O CAD/Vigas .....................................................................................................12
3.4.1. Processando vigas a partir do CAD/Formas................................................13
3.4.2. Independência do CAD/Vigas.....................................................................14
II CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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3.5. O CAD/Pilar .......................................................................................................14
3.5.1. Interface do CAD/Formas com o CAD/Pilar...............................................15
3.6. Cálculo de lajes por processo simplificado.........................................................16
3.7. Cálculo do pavimento por grelhas ......................................................................17
3.8. Cálculo do edifício por pórtico espacial..............................................................17
3.9. O CAD/Fundações..............................................................................................18
3.10. Compatibilidade com o sistema Mix 
.............................................................19
3.11. Geração de grelhas para projeto com protensão................................................19
3.12. Processamento global do edifício .....................................................................20
4. Modelos estruturais .................................................................................................22
4.1. Lajes / CV - Processo Simplificado /..................................................................22
4.2. Lajes / CV - Grelha ou Elementos Finitos /........................................................23
4.3. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH igual a zero /...........................................24
4.4. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH – Pórtico / ...............................................25
4.5. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH igual a zero /...................................27
4.6. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH - Pórtico / .......................................27
4.7. Vigas / CV - Pórtico / CH – Pórtico / .................................................................28
4.8. Pilares Isolados ...................................................................................................29
4.9. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH igual a zero / .............................................30
4.10. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH – Pórtico / ...............................................32
4.11. Pilares / CV - Pórtico / CH – Pórtico /..............................................................33
4.12. Pórtico Espacial TQS - Lajes, Vigas e Pilares ..................................................34
4.12.1. Flexibilização da Ligação Viga - Pilar.......................................................34
4.12.2. Deformação Axial – Carga Vertical...........................................................38
4.12.3. Tratamento de Vigas de Transições...........................................................38
4.12.4. Tratamento de Tirantes ..............................................................................39
4.12.5. Consideração das lajes...............................................................................39
4.13. Modelo Integrado - Lajes, Vigas e Pilares........................................................40
4.13.1. Como é a modelagem ................................................................................41
4.13.2. Momentos de desequilíbrio........................................................................44
4.13.3. Deslocamentos horizontais e verticais.......................................................46
4.13.4. Vigas de transição......................................................................................46
4.13.5. Transferência de esforços ..........................................................................47
4.13.6. Consideração das lajes...............................................................................48
4.14. Pórtico - Carregamentos padrões......................................................................49
4.14.1. Casos Adicionais no Edifício.....................................................................50
4.14.2. Modelo com Vigas de Transição Enrijecidas.............................................50
4.15. Grelha - TQS.....................................................................................................51
4.16. Critérios de projeto ...........................................................................................51
5. Aprendizado dos sistemas CAD/TQS.....................................................................52
5.1. Sistemas operando individualmente....................................................................53
5.2. Sistemas operando integrados.............................................................................54
Introdução 1
1. Introdução
Os sistemas CAD/TQS são um conjunto de ferramentas para cálculo, dimensionamento,
detalhamento e desenho de estruturas de concreto armado e protendido.
O principal objetivo da TQS é o desenvolvimento de uma ferramenta computacional
adequada, onde o engenheiro possa desenvolver o projeto estrutural de concreto armado
e protendido com segurança, qualidade e produtividade de tal forma que sua atuação
seja competitiva no mercado de projetos.
Outros aspectos importantes que também nortearam o desenvolvimento do sistema
computacional CAD/TQS para o projeto estrutural foram: abrangência de tipos de es-
truturas, integração de informações entre diversos segmentos de projeto e o suporte
técnico / treinamento para aprendizado de utilização.
Estes foram os principais conceitos utilizados para o desenvolvimento dos sistemas.
Faremos o detalhamento de cada um deles nos capítulos subseqüentes.
Este manual é uma introdução geral ao CAD/TQS 9.0 - plataforma Windows - e ver-
sões superiores, mostrando os conceitos gerais empregados e os modelos estruturais
tratados pelo CAD/TQS. Outros manuais importantes para uso do sistema serão citados
ao longo deste manual.
1.1. Responsabilidade do engenheiro
Nos sistemas CAD/TQS, insistimos na tese de responsabilidade do engenheiro:
Se sistemas computacionais fizessem projeto, não precisaríamos de engenheiros. Isto,
entretanto não acontece. Este sistema, como os demais CAD/TQS, funciona apenas
como uma ferramenta de trabalho a serviço do engenheiro, e o ajudará na produção de
projetos, que serão tão bem elaborados quanto for o trabalho de concepção e análise
desenvolvido por ele. A mera produção de desenhos de detalhamento de concreto pelo
computador não implica em um projeto tecnicamente correto. Os sistemas CAD/TQS
não tomam decisões de engenharia, e não ensinam a fazer projeto.
Por ser responsável pela realização do projeto, o engenheiro é obrigado a validar tanto
os dados de entrada quanto os resultados obtidos, usando todos os recursos à sua dispo-
sição. Os sistemas CAD/TQS em hipótese alguma geram o detalhamento completo da
estrutura. Isto significa que, além de validar os resultados, o engenheiro deverá decidir
a necessidade de alterar o detalhamento já gerado e/ou incluir novas armaduras para
garantir o funcionamento correto da estrutura, dentro das especificações de projeto.
2 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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Para atender diferentes critérios de cálculo usados por escritórios de projeto estrutural
em todo o Brasil, os sistemas CAD/TQS podem ser adaptados pelo engenheiro, com a
definição de critérios próprios às suas necessidades. Assim, uma mesma estrutura pode
ser calculado de maneiras diferentes, produzindo resultados diferentes. Os critérios dis-
poníveis no sistema atendem de uma maneira geral aos bons princípios de engenharia
aplicados a determinados tipos de projeto podendo ou não estar de acordo com as nor-
mas técnicas, dependendo dos valores definidos pelo engenheiro.
Antigamente, a norma brasileira era considerada como uma diretriz a ser seguida, não
obrigatória. Com a entrada em vigor do Código de Defesa do Consumidor (CDC), as
normas passam a valer como um "padrão mínimo" de referência, tornando-se obrigató-
rias. Se você deseja evitar problemas futuros, modifique os critérios em uso, defina
dados e modelos estruturais em acordo com a NBR6118 e outras normas em vigor. A
definição de critérios não é feita automaticamente pelo sistema. O engenheiro deve
se conscientizar dos critérios em uso pelo sistema através da leitura dos manuais e da
verificação das listagens de processamento.
A utilização deste sistema deverá ser feita exclusivamente sob controle de um enge-
nheiro experiente.
Conceitos 3
2. Conceitos
Vamos explicar em detalhes os principais conceitos do CAD/TQS.
2.1. Segurança e Qualidade
Podemos ressaltar alguns pontos importantes para alcance da qualidade final do projeto:
2.1.1. Tecnologia nacional
Os sistemas CAD/TQS são produtos desenvolvidos de acordo com as técnicas e proce-
dimentos usuais da engenharia estrutural brasileira, tanto sob o ponto de vista de Nor-
mas Técnicas de concreto armado e protendido como dos conceitos e critérios de proje-
to normalmente empregados pelas empresas nacionais.
2.1.2. Controle do modelo estrutural
O modelo estrutural a ser adotado para a obtenção dos esforços solicitantes nos elemen-
tos estruturais não é uma prerrogativa do sistema. Concreto armado é um material hete-
rogêneo, moldado no local e de comportamento não linear. Para adequação do modelo
estrutural ao comportamento real da estrutura de concreto, o próprio engenheiro proje-
tista tem total liberdade e condições de selecionar o modelo estrutural desejado, desde a
viga contínua simplesmente apoiada até o pórtico espacial tridimensional. Em capítulos
subseqüentes deste manual abordaremos com mais detalhes os diversos modelos dispo-
níveis nos sistemas CAD/TQS.
2.1.3. Economia de materiais
Devido às inúmeras possibilidades de simulações de alternativas de soluções estrutu-
rais, às diversas possibilidades de modelagem estrutural e às centenas de critérios dis-
poníveis o engenheiro projetista pode assegurar a elaboração do projeto com um grau
de detalhamento e requinte de tal forma que ele possa atender aos quesitos de segurança
com um consumo mínimo de materiais.
2.1.4. Confiabilidade
A confiabilidade dos sistemas é garantida através das milhares de instalações dos siste-
mas que, diariamente, estão sendo utilizadas na tarefa de elaboração de projetos estrutu-
rais. Milhares de testes catalogados, inúmeros projetos já desenvolvidos e a qualifica-
ção técnica dos clientes é que garantem a confiabilidade nos resultados obtidos.
4 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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2.1.5. Validação de resultados
Para o controle total das diversas fases do projeto, o CAD/TQS emite, passo a passo,
para cada etapa, informações detalhadas através de relatórios e/ou gráficos. Assim, o
engenheiro tem plenas condições para analisar, criticar, verificar, comparar e validar os
resultados emitidos. Memorial de cálculo conciso também é emitido.
2.1.6. Qualidade de desenhos
Devido à capacidade de configuração de atributos aos elementos de desenho (espessu-
ras, cores, hachuras, estilos etc.) e de fonte de caracteres, os desenhos finais produzidos
pelo CAD/TQS tanto de forma como de armação alcançam a qualidade de representa-
ção desejada.
2.1.7. Equipe técnica
Os profissionais da TQS são especializados em engenharia de estruturas e dedicados
exclusivamente ao desenvolvimento, comercialização, testes e suporte técnico dos sis-
temas. A qualificação técnica da equipe e o seu envolvimento nestas tarefas são uma
excelente garantia do sucesso na implantação dos sistemas no cliente.
2.2. Produtividade
Podemos destacar os principais conceitos empregados:
2.2.1. Dados de entrada e resultados
Os sistemas captam as informações estruturais no mais alto nível (geometria e carga
apenas) e produzem desenhos finais de engenharia (forma e armação). A definição cen-
tralizada da estrutura de concreto armado numa base de dados única faz com que qual-
quer alteração no projeto original se reflita, de forma automática, em todos os elemen-
tos estruturais. Modificações no projeto arquitetônico deixam de ser um ônus para o
projetista, sendo facilmente assimilados pelos sistemas CAD/TQS.
2.2.2. Critérios de projeto e desenho
Cada projetista tem o seu modo particular de cálculo de esforços e detalhamento de
armaduras. Como o sistema computacional é o mesmo para todos os projetistas, cria-
mos uma extensa lista de critérios de projeto que permite a adequação do cálculo de
esforços solicitantes e detalhamento final dos desenhos de armação à prática usual de
projeto do projetista. Esta é a garantia da automação na produção de desenho.
Conceitos 5
Portanto, basta “calibrar” estes critérios as necessidades de cada um que os desenhos
finais de engenharia serão emitidos conforme o desejo e a necessidade de cada projetis-
ta. Quanto maior o número de critérios, maior a possibilidade do desenho ser produzido
de forma automática atendendo aos requisitos de projeto.
Esquematicamente temos:
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
CAD/Vigas
.18 .23
1.25 C=5.41
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
Embora, a primeira vista, haja alguma dificuldade em entender, configurar e adequar
convenientemente estes critérios, esta é uma das maiores qualidades dos sistemas
CAD/TQS para a automação de desenhos. Outro ponto importante também é o de que
estes critérios incorporam um grande grau de conhecimento sobre a arte de fazer proje-
tos estruturais.
2.2.3. Editor gráfico próprio
O engenheiro estrutural trabalha e produz, basicamente, desenhos de engenharia. A
prancheta tradicional foi substituída pelo microcomputador. A ferramenta de software,
necessária para a produção de um desenho na tela do computador é o editor gráfico
interativo. Diversos editores gráficos internacionais estão disponíveis no nosso país,
entretanto, estes editores não são orientados e dirigidos a engenharia estrutural.
A TQS disponibiliza nos seus sistemas, um programa próprio de edição gráfica, ofere-
cendo ao projetista a vantagem competitiva de poder tanto lançar, analisar, dimensionar
e detalhar elementos estruturais, como também, realizar o desenho completo final, aca-
bado, das formas e armaduras.
Este editor gráfico é um programa específico, prático, objetivo e orientado com coman-
dos para as tarefas corriqueiras da engenharia estrutural. Desenvolvido por engenheiros
civis da TQS tem a sua documentação em português com exemplos práticos de utiliza-
ção na engenharia estrutural.
6 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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Para cada aplicação (formas, vigas, pilares, lajes, armação etc.) temos uma versão do
editor com os comandos que mais se adequam as necessidades desta aplicação. Esta é
também, uma das maiores razões da produtividade dos sistemas CAD/TQS, pois num
mesmo ambiente gráfico, o engenheiro estrutural realiza todas as suas tarefas de forma
rápida e objetiva.
O editor gráfico TQS tem total compatibilidade com os editores gráficos internacio-
nais.
2.3. Generalidade
A procura da abrangência da solução do projeto estrutural envolve:
2.3.1. Generalidade geométrica
Este é um importante aspecto a ser abordado por um sistema para a engenharia estrutu-
ral, pois é muito fácil desenvolver um sistema simples de se utilizar, mas, entretanto,
sua abrangência é limitadíssima. A abrangência dos elementos tratados pelo CAD/TQS
envolve: geometria qualquer da forma, vigas retas, vigas curvas, pilares retangulares,
pilares de seções quaisquer, lajes retangulares, poligonais, lajes planas, nervuradas,
protendidas, vigas de seção variável no vão, rebaixo em lajes, vigas protendidas, funda-
ção em “radier”, capitéis, armação de elementos especiais etc.
2.3.2. Lajes convencionais, nervuradas, planas e protendidas
Além das lajes tratadas convencionalmente (isoladas, momentos negativos equilibrados,
contorno indeformável), o CAD/TQS trata também lajes com grandes vãos, através do
modelo integrado do pavimento, considerando a ação conjunto das lajes, vigas e pilares.
Assim, são equacionadas e resolvidas as lajes nervuradas, lajes planas com ou sem ca-
pitéis, lajes protendidas, lajes com rebaixos em determinadas regiões etc.
2.3.3. Elementos especiais
Além dos sistemas automatizados para cálculo de solicitações, dimensionamento, deta-
lhamento e desenho para os elementos estruturais (vigas, lajes, pilares, sapatas e blo-
cos), a TQS dispõe também de um sistema específico para a automação dos desenhos
de armação quaisquer, permitindo ao projetista utilizar o computador para a produção
de todos os seus desenhos.
O CAD/AGC opera de forma integrada ou independente dos demais sistemas TQS. Ele
pode ser utilizado em obras especiais tais como: pontes, galerias, caixa d’água, escadas,
muros de arrimo, fundações especiais, pré-moldados etc.
Conceitos 7
2.3.4. Vigas protendidas
Permite a modelagem gráfica interativa da geometria, cargas, cabos etc. Realiza o cál-
culo da envoltória das solicitações e deformações para qualquer carga móvel (trem-
tipo) atuando e/ou esforços externos aplicados. Calcula as perdas de protensão imedia-
tas e ao longo do tempo, verifica tensões normais, fissuração, dimensiona ao cisalha-
mento e flexão no E.L.U. A seção transversal pode ser de qualquer formato. Apresenta
todos os resultados graficamente e completa memorial de cálculo.
2.3.5. Alvenaria Estrutural
Faz o cálculo de solicitações, dimensionamento, detalhamento e desenho para projetos
de edifícios em alvenaria estrutural não armada de blocos vazados de concreto. A en-
trada de dados, os resultados intermediários e finais são totalmente gráficos.
2.4. Conceitos: Integração
Desde as primeiras versões do CAD/TQS, os conceitos abaixo foram obedecidos:
2.4.1. Arquitetura
Visando alcançar maior produtividade, o CAD/TQS permite o lançamento dos elemen-
tos da forma de concreto diretamente sobre as plantas de arquitetura geradas por outros
sistemas CAD através de arquivos com o formato DXF. Os desenhos produzidos pelo
CAD/TQS também são convertidos para a base DXF e remetidos ao arquiteto para a
realização da integração de projetos sem a necessidade de novas alimentações de dados.
2.4.2. Instalações
Similarmente ao que ocorre com o arquiteto, existe a total integração com projetistas de
instalações: os arquivos contendo os desenhos de formas são transferidos para os proje-
tistas de instalações para desenvolvimento do projeto final executivo.
2.4.3. Construção
Já que todos os arquivos referentes ao projeto estrutural estão armazenados de forma
digital nos sistemas CAD/TQS, eles podem ser transferidos para a construção propria-
mente dita sem a necessidade de realimentação de dados. Os arquivos da planta de for-
mas são transferidos para o sistema TQS - CAD/Madeira que realiza o projeto executi-
vo da forma de madeira. Os arquivos de armaduras (tabelas de ferros) são transferidos
para o sistema TQS - CORBAR que realiza o planejamento, produção e otimização de
corte das barras de aço.
8 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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2.5. Suporte Técnico
Para o pleno aproveitamento das características dos sistemas a TQS oferece:
2.5.1. Documentação
A documentação é produzida pelos próprios engenheiros desenvolvedores dos sistemas.
Está disponível extensa documentação abrangendo todos os tópicos dos sistemas. Ma-
nuais: Instalação e Teste, Comandos e Funções, Teórico, Fornecimento de Dados, Cri-
térios de Projeto, Exemplos Passo a Passo, Editores Gráficos etc.
2.5.2. Suporte Técnico – Treinamento
O suporte técnico e o treinamento são fornecidos por engenheiros especializados e que
elaboram projetos estruturais reais. O treinamento geral é realizado através de cursos
previamente agendados no Centro de Treinamento TQS em São Paulo e em diversas
capitais do país. O treinamento individual está disponibilizado para o atendimento es-
pecífico às necessidades do projetista. O suporte técnico é realizado através de telefone,
fax, modem, e-mail etc.
2.6. Competividade
Aliando os principais conceitos e características dos sistemas CAD/TQS abordadas
neste capítulo a normalização e metodologia para elaboração dos projetos estruturais
em nosso país, chegamos a conclusão que os sistemas CAD/TQS oferecem aos projetis-
tas àqueles objetivos originalmente propostos, isto é, as melhores condições técnicas,
comerciais, prazos e competitividade para a produção de projetos.
É com vistas nestes conceitos e diretrizes que todo o sistema CAD/TQS foi desenvolvi-
do.
Entendendo os sistemas CAD/TQS 9
3. Entendendo os sistemas CAD/TQS
Vamos examinar a filosofia geral dos sistemas CAD/TQS de dimensionamento, deta-
lhamento e desenho para entender como é a interface entre o CAD/Formas e os demais
sistemas. Estes sistemas são o CAD/Vigas, CAD/Pilar, CAD/Lajes e CAD/Fundações.
3.1. Integração
Como o próprio nome diz, o CAD/TQS é um sistema integrado, composto por diversos
subsistemas. Os principais subsistemas do CAD/TQS são (com a correspondência do
elemento estrutural a tratar):
CAD/Formas – Planta de formas
CAD/Vigas – Detalhamento de vigas
CAD/Pilar – Detalhamento de pilares
CAD/Lajes – Detalhamento de lajes
CAD/Fundações – Detalhamento de sapatas e blocos
CAD/AGC&DP – Desenho de elementos especiais
CAD/ALVEST – Detalhamento de alvenaria estrutural
Até o presente momento, há uma total integração entre os sistemas de formas, vigas,
pilares e lajes. Por uma questão filosófica, o sistema de fundações ainda não está inte-
grado automaticamente aos demais sistemas.
Os sistemas de formas, vigas, pilares, lajes, fundações e alvenaria, fazem o cálculo de
solicitações, dimensionamento, detalhamento e desenhos dos elementos estruturais.
O sistema CAD/AGC&DP realiza apenas o desenho de elementos estruturais, mas, de
forma mais abrangente, pois ele pode detalhar qualquer tipo e forma de elemento estru-
tural.
Os sistemas de vigas, pilares, fundações e alvenaria podem ser utilizados independen-
temente de outros sistemas. Não é necessário realizar o fornecimento da planta de for-
mas para o cálculo de uma viga isolada ou de um pilar.
Já o sistema de lajes necessita da entrada da planta de formas.
Evidentemente que, se já tiver sido fornecida a planta de formas com sua geometria e
carregamentos, todos os dados estarão automaticamente à disposição para o detalha-
mento de vigas, pilares e lajes.
10 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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3.2. Processamento
Neste capítulo serão apresentados os conceitos básicos de processamento dos sistemas
CAD/TQS.
3.2.1. Processamento por lotes
Todos os sistemas processam sempre um lote de informações por vez, usando uma pas-
ta1
para cada lote. Em cada sistema, um lote significa:
CAD/Formas A planta de formas de um pavimento
CAD/Lajes As lajes de um pavimento
CAD/Vigas As vigas de um pavimento
CAD/Pilar Os pilares de um edifício
CAD/Fundações As fundações de um edifício
CAD/AGC & DP Uma lista de desenhos genéricos
Em todos os sistemas, um lote é identificado por um número de 4 dígitos, chamado de
número de projeto. Este número é arbitrado pelo projetista, devendo ser diferente para
plantas de um mesmo edifício.
3.2.2. Organização de pastas
Os dados de projeto são distribuídos em pastas diferentes, conforme o uso. O programa
organiza automaticamente as pastas de trabalho a partir da definição do edifício. Quan-
do você está numa pasta pertencente a um edifício, dizemos que estamos no contexto do
edifício. Neste contexto, o gerenciador sabe quais os arquivos de entrada de todos os
programas.
No painel esquerdo do gerenciador, existe um controle em forma de árvore que mostra
as pastas do edifício. Você pode entrar nas diversas pastas do edifício selecionando a
pasta desejada com o mouse.
1
A partir do Windows 95, a Microsoft alterou o termo diretório para pasta. Seguiremos
a notação deste sistema.
Entendendo os sistemas CAD/TQS 11
Veja na figura os edifícios TESTE9 e TESTEPLA. Os
ramos da árvore representam pastas de trabalho do edifí-
cio.
Na pasta "Espacial", processamos somatória de cargas
do edifício e pórtico espacial.
Nas pastas "Pilares" e "Fundações" são feitos os respec-
tivos projetos de pilares e de fundações.
A pasta "Gerais" é uma pasta de trabalho, e pode ser
usada para outros desenhos ou geração de plotagem.
As pastas "TPCX", "CMAQ" e outras representam pavimentos do edifício TESTEPLA.
Nestas pastas são processadas plantas de formas, lajes e grelhas. Nas sub-pastas "Vi-
gas" é feito o projeto de vigas do pavimento correspondente. No próximo capítulo,
mostraremos quais as pastas efetivamente usadas pelo edifício.
Antigamente, os sistemas CAD/TQS não trabalhavam em contexto de edifício, e o pro-
jetista definia manualmente as pastas de trabalho. Este modo de trabalho ainda é possí-
vel no gerenciador.
3.3. O CAD/Formas
A entrada de dados de toda a edificação passa pelo CAD/Formas. Toda a geometria e
carregamentos dos elementos de vigas, pilares e lajes são introduzidos através do
CAD/Formas pelo programa Modelador Estrutural. Então, as principais funções do
CAD/Formas são:
Armazenar a base de dados da edificação.
Gerar o desenho preliminar da planta de formas.
Extrair e transferir informações para os sistemas de vigas, pilares e lajes.
Extrair e transferir informações para os sistemas de grelha e pórtico espacial.
Emitir relatórios com quantitativos de materiais e processamento realizado.
Fazer a interface com projeto de arquitetura e instalações.
Permitir o acabamento final da planta de formas.
Esquematicamente, temos:
12 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Formas
.18 .23
1.25 C=5.41
V401 13/55
P1 P2
PLANTA DE
FORMAS
CRITERIOS
1/.1c.268
1/.1c.268 1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
4
4
4
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4
4
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4
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4
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4
4
PLANTA DE
FORMAS
DADOS DE VIGAS
DADOS DE LAJES
DADOS DE GRELHA
DADOS DE PORTICO
P1 P2 P3 P4 P5 P6
DADOS DE PILARES
Veja que a saída do CAD/Formas (dados de geometria e carregamento) é a entrada do
demais sistemas. Agora, em caso de alteração de uma planta de formas, basta reproces-
sar a planta para obter uma nova entrada de dados para os demais elementos estruturais.
3.4. O CAD/Vigas
Na pasta de vigas de um pavimento, o CAD/Vigas lerá dois arquivos de entrada: o de
dados, com geometria e carregamentos de todas as vigas do pavimento, e o de critérios.
Depois de processar análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho,
teremos como resultado uma série de desenhos de armação e de listagens, que serão o
memorial de cálculo:
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
CAD/Vigas
.18 .23
1.25 C=5.41
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
Entendendo os sistemas CAD/TQS 13
É trabalhoso entrar com dados de vigas diretamente. Para cada viga, precisaremos de-
terminar exatamente o comprimento dos vãos e a largura dos apoios, que dependerão da
projeção da viga sobre os pilares de apoio. Os carregamentos nas vigas virão pelo me-
nos de 3 lugares diferentes: o peso próprio, as cargas de alvenaria e as cargas distribuí-
das pelas lajes. É preciso distribuir a carga das lajes viga por viga, por processo simpli-
ficado e montar um gabarito, resumindo todas as informações por viga, para facilitar a
entrada de dados do programa.
O que acontecerá se uma pequena alteração na planta de formas, causar alteração na
geometria das vigas e/ou redistribuição de cargas? Simplesmente, teremos que revisar e
refazer a entrada de dados de vigas!
3.4.1. Processando vigas a partir do CAD/Formas
A entrada de dados de uma planta de formas representa um nível de informação acima
das vigas. A planta de formas conhece o formato dos pilares em planta, o contorno e o
carregamento das lajes. A planta de formas pode ser definida graficamente, sobre uma
planta de arquitetura, através do Modelador Estrutural.
Como resultado do processamento de uma planta de formas, o CAD/Formas irá:
• Determinar a geometria das vigas, comprimento de vãos e apoios;
• Distribuir as cargas das lajes para as vigas pelo processo de linhas de rupturas;
• Determinar as cargas atuantes em cada viga;
• Montar o arquivo de dados de vigas (nnnn.DAT) pronto para processamento de vi-
gas, na pasta correspondente de vigas.
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Formas
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
.18 .23
1.25 C=5.41
V401 13/55
P1 P2
PLANTA DE
FORMAS
CRITERIOS
DE VIGAS
14 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798
Veja que a saída do CAD/Formas é a entrada do CAD/Vigas. Agora, em caso de altera-
ção de uma planta de formas, basta reprocessar a planta para obter uma nova entrada de
dados para o CAD/Vigas.
3.4.2. Independência do CAD/Vigas
O CAD/Vigas não diferencia se os dados para processamento foram digitados ou gra-
vados automaticamente pelo CAD/Formas. Em qualquer etapa do projeto, desde que
saiba o que está fazendo, você pode alterar carregamentos, geometria e/ou critérios e
reprocessar as vigas de um pavimento, independentemente das demais. Isto permite que
você modifique o modelo estrutural para um caso particular, e adeque melhor o projeto
em casos não cobertos pelo sistema.
3.5. O CAD/Pilar
A filosofia do CAD/Pilar é semelhante à do CAD/Vigas. O CAD/Pilar lerá arquivos de
entrada descrevendo a geometria e carregamentos, o arquivo de critérios, e após as eta-
pas de análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho chegaremos aos
desenhos de armação de pilares e as listagens / memoriais de cálculo:
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Pilar
CRITERIOS
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
P1 P2 P3 P4 P5 P6
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
6
280
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
7
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
7
280
P3 P4
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
Você pode alimentar o CAD/Pilar independentemente de qualquer outro sistema, levan-
tando manualmente as reações de vigas ao longo do edifício, e entrando estas informa-
ções pilar por pilar, lance a lance. Defina também a geometria dos pilares, carregamen-
tos de vento, combinações e critérios. O CAD/Pilar é rico em critérios e modelos de
cálculo.
Entendendo os sistemas CAD/TQS 15
3.5.1. Interface do CAD/Formas com o CAD/Pilar
O CAD/Formas constrói o arquivo para processamento de pilares com toda a geometria
e os carregamentos.
Para poder gerar dados de geometria para pilares, precisaremos informar ao sistema
como é constituído o edifício: pavimentos, cotas, pé-direito etc. Esquematicamente, o
CAD/Formas criará pastas de trabalho para cada pavimento, para vigas, pilares etc.
FUNDACAOESPACIAL PILAR GERAIS
TERREO TIPO COBER
VIGAS
EDIFICIO
VIGAS VIGAS
EXEMPLO
Cada pavimento deve ser completamente definido e processado. Para poder gerar as
reações de apoio das vigas nos pilares, precisaremos processar, com o CAD/Vigas, pelo
menos os esforços solicitantes nas vigas de cada pavimento. Depois disto, um proces-
samento transferirá dados para o CAD/Pilar.
CARREGAMENTOS
P1 P2 P3 P4 P5 P6
DE PILARES
GEOMETRIA E
CAD/Formas
CAD/VigasCAD/Formas
EDIFICIO
INTERFACE
CAD/Pilar
FUNDACAO
SUBSOLO
TERREO
TIPO
ATICO
GEOMETRIA
REACOES
16 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798
O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na
pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos determinados automaticamente
pelo CAD/Formas.
Assim como no CAD/Vigas, o CAD/Pilar não diferencia dados gravados pelo
CAD/Formas de dados definidos manualmente. Você pode alterar geometria, carrega-
mentos e critérios de projeto se necessário, para melhor adequação do modelo de cálcu-
lo.
3.6. Cálculo de lajes por processo simplificado
Ao contrário dos sistemas de vigas e pilares, o CAD/Lajes trabalha diretamente sobre a
planta de formas definida através do CAD/Formas, e depende desta para o cálculo. O
cálculo de lajes é feito na mesma pasta da planta de formas.
O cálculo de lajes por processo simplificado é voltado para lajes de pequenas dimen-
sões e de comportamento conhecido. O sistema arma as lajes por processo de ruptura
ou elástico, através de consulta a tabelas de cálculo de lajes retangulares. As hipóteses
simplificadoras são gravadas inicialmente pelo CAD/Formas em um arquivo tipo .LAJ,
devendo ser analisadas e modificadas pelo projetista.
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
PLANTA DE
FORMAS
CRITERIOS
CAD/Lajes
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
ARMACAO DE
LAJES
HIPOTESES
SIMPLIFICADORAS
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
O sistema detalha automaticamente lajes retangulares, e permite o detalhamento intera-
tivo de lajes de formato qualquer.
Entendendo os sistemas CAD/TQS 17
3.7. Cálculo do pavimento por grelhas
O CAD/Formas permite montar a partir da planta de formas, os modelos estruturais:
• Grelha de vigas, com cargas das lajes por processo simplificado.
• Grelha de vigas e lajes planas discretizadas.
• Grelha de vigas e lajes nervuradas, a partir do lançamento das formas de nervuras.
• Modelo misto de barras e elementos finitos de placas, dentro de certos limites de
geração.
As grelhas com lajes discretizadas podem receber refinamentos através de um editor
gráfico orientado.
PLANTA DE
FORMAS
CRITERIOS
1/.1c.268
1/.1c.268 1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
1/.1c.268
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
GRELHA-TQSESFORCOS
NA GRELHA MIX
Grelha-TQS
A análise, visualização e transferência de esforços é feita dentro de um módulo deno-
minado Grelha-TQS. Alternativamente, a grelha de barras ou elementos de placas pode
ser processada pelo Mix. O resultado do processamento de grelha será um arquivo de
esforços solicitantes.
O detalhamento de lajes calculadas por processo de grelha ou elementos finitos, é feito
através do Editor de Esforços e Armaduras, dentro do CAD/Lajes.
3.8. Cálculo do edifício por pórtico espacial
O modelo do pórtico espacial pode ser gerado automaticamente depois de definidas
todas as plantas do edifício:
18 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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GERACAO DO
PORTICO
PORTICO-TQSCARREGAMENTOS
HORIZONTAIS E
VERTICAIS
ESFORCOS DE
Portico-TQS
CRITERIOS
CARREGAMENTOS
A geração, análise, visualização e transferência de esforços do pórtico é feita partir do
Pórtico-TQS.
Anteriormente à versão 9 dos sistemas CAD/TQS, era preferível detalhar vigas e pila-
res com esforços horizontais devido a vento vindos do pórtico, e esforços verticais cal-
culados por modelagem de grelha. A partir da versão 9, onde o pórtico espacial ganhou
inúmeras capacidades para realizar a análise de solicitações devido a cargas verticais e
horizontais simultâneamente, este modelo se tornou o mais indicado para a análise.
3.9. O CAD/Fundações
O CAD/Fundações hoje não tem integração direta com o CAD/Formas2
. Defina a geo-
metria e os carregamentos nas fundações, em uma pasta separada, para fazer o dimensi-
onamento, detalhamento e desenho:
2
Apesar disto, o CAD/Formas tem um menu no editor gráfico para desenho de formas
de fundações.
Entendendo os sistemas CAD/TQS 19
GEOMETRIA
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Fundacoes
CARREGAMENTO
85
55
39 P2 C/13
2X 38 P4 C/13
40P1C/12
2X39P3C/12
39 P2 C/13
2020
30 30
505
R=6
40P1C/12
20
3030
475
R=6
515
4854075
4075
S1=S2
450
20
47
40
P1 P2 P3
40 P1 ø 16 C/12 C=560
2X39 P3 ø 8 C/12 C=40
39P2ø16C/13C=530
2X38P4ø8C/13C=40
8P5ø20C=470
44 P6 ø 6.3 C/20 C=187
Para definir o carregamento nas fundações, você pode usar como base o relatório geral
de cargas gerado pelo CAD/Formas ou o resumo de cargas nas fundações gerado pelo
Pórtico-TQS.
3.10. Compatibilidade com o sistema Mix 
O Mix é um versátil sistema de análise de estruturas reticuladas, desenvolvido pela
Pinheiro Medeiros Informática, que faz interface direta com o GRELHA-TQS. Você
pode usar o Mix com duas finalidades:
• Como uma alternativa na manipulação e processamento da grelha gerada pelo
CAD/Formas. O Mix é compatível com o formato gerado pelo CAD/Formas, e o
CAD/Formas lê os esforços calculados pelo Mix.
• Para o processamento de grelhas que além de barras, tenham discretização de e-
lementos finitos de placa. Os resultados do Mix podem ser transferidos para o di-
mensionamento e detalhamento de lajes através do CAD/Lajes. O Editor de Gre-
lhas permite construir um modelo lajes discretizado por placas.
3.11. Geração de grelhas para projeto com proten-
são
Nos projetos com detalhamento à protensão, o sistema de detalhamento espera certas
combinações de carregamento padronizadas, definidas na norma NBR-8681. Na versão
atual do sistema, a simples separação de cargas permanentes e acidentais no
CAD/Formas, já permite a geração automática das combinações de protensão.
20 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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Embora o menu de critérios e carregamentos de protensão faça parte do GRELHA-
TQS, não será descrito aqui. Para maiores detalhes, veja o manual "CAD/Lajes Proten-
didas - Critérios de Projeto".
3.12. Processamento global do edifício
Todos os processamentos dos sistemas CAD/TQS podem ser realizados individualmen-
te. Assim, podemos processar apenas a grelha de um pavimento diversas vezes até dar
por definidos os esforços solicitantes, os deslocamentos e as dimensões dos elementos
estruturais. Desse modo, para todos os subsistemas e todas as plantas de formas de um
edifício, teremos que realizar inúmeros processamentos individuais. Para facilitar o
trabalho do projetista, foi criado no CAD/TQS um comando especial, denominado pro-
cessamento GLOBAL. Para entender melhor este comando, considere um edifício onde
as plantas de formas já foram definidas graficamente. Vamos listar as principais etapas
para processar completamente o edifício, excetuando-se as fundações:
Para cada pavimento do edifício:
• Processar a planta de formas
• Processar esforços verticais por grelha, dependendo do modelo, e transferir es-
forços para vigas e lajes.
• Processar lajes, por processo simplificado, ou com resultados do modelo de
grelha.
• Processar o pórtico espacial, dependendo do modelo, e transferir esforços para
vigas e pilares.
Para cada pavimento do edifício:
• Processar as vigas do pavimento.
• Gerar o resumo geral de cargas e gravar arquivo de dados de pilares.
• Processar pilares.
É extremamente importante que cada uma destas etapas seja feita individualmente, com
verificação cuidadosa da modelagem e dos resultados.
Mas, quando se deseja processar todo o edifício apenas para obter ordens de grandeza
e/ou índices, esta verificação pode não ser imediatamente necessária, e o processamento
completo, passo a passo, se torna trabalhoso.
O comando Processamento Global é acionado como abaixo:
Entendendo os sistemas CAD/TQS 21
O comando "Processamento
global" permite passar por
todas as etapas do processa-
mento do edifício atual de
maneira automática.
O sistema preenche os quadros de processamento de pórtico e grelha, de acordo com o
modelo estrutural definido. Você pode marcar e/ou desmarcar, sob seu controle, as op-
ções do quadro acima.
Atenção: o processamento global regera dados e
modelos para processamento, chegando até os dese-
nhos de armação. Você deve ter cuidado para não
perder arquivos e/ou desenhos previamente editados.
Recomendamos sempre a utilização deste comando de Processamento Global.
22 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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4. Modelos estruturais
O modelo estrutural, uma abstração da estrutura real, é definido e controlado pelo en-
genheiro. Com os sistemas CAD/TQS, o engenheiro constrói o seu modelo lançando
elementos estruturais, fixando critérios e dados de projeto e acionando programas de
cálculo.
Apresentaremos aqui, apenas uma visão global sobre os modelos tratados pelo
CAD/TQS, considerando os efeitos das cargas verticais e horizontais, as diversas ori-
gens de solicitações (vigas, lajes isoladas, grelha, elementos finitos e pórtico espacial) e
a integração prática dos modelos de vigas e/ou grelhas com o pórtico espacial. Em cada
manual específico (vigas, grelha, pórtico etc) são descritos, detalhadamente, os critérios
e como são montados os modelos automaticamente (apoios, inércias a flexão, torção,
diafragmas rígidos, vínculos elásticos, carregamentos etc).
Utilizaremos as abreviações: CV – Carga Vertical e CH – Carga Horizontal. As car-
gas verticais podem ser permanentes e/ou acidentais. Outros tipos de cargas poderão
fazer parte do modelo, tais como: cargas térmicas, retração, protensão, recalques etc.
Nesta apresentação estamos tratando apenas as CV e CH para efeitos de visão geral dos
modelos.
Eis alguns possíveis modelos tratados pelos sistemas CAD/TQS.
4.1. Lajes / CV - Processo Simplificado /
Ao contrário dos sistemas de vigas e pilares, o CAD/Lajes trabalha diretamente sobre a
planta de formas definida através do CAD/Formas, e depende desta para o cálculo. O
cálculo de lajes é feito na mesma pasta da planta de formas.
O cálculo de lajes por processo simplificado é voltado para lajes de pequenas dimen-
sões e de comportamento conhecido. O sistema arma as lajes por processo de ruptura
ou elástico, através de consulta às tabelas de cálculo de lajes retangulares. As hipóteses
simplificadoras são gravadas inicialmente pelo CAD/Formas, devendo ser analisadas e
modificadas pelo projetista.
O modelo das lajes não considera as cargas horizontais (conforme prescrições de Nor-
ma).
Modelos estruturais 23
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
PLANTA DE
FORMAS
CRITERIOS
CAD/Lajes
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
ARMACAO DE
LAJES
HIPOTESES
SIMPLIFICADORAS
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
O sistema detalha automaticamente lajes retangulares, e permite o detalhamento intera-
tivo de lajes de formato qualquer.
4.2. Lajes / CV - Grelha ou Elementos Finitos /
As lajes podem ser calculadas considerando o efeito conjunto de todas as vigas, lajes e
pilares do pavimento trabalhando solidariamente. Este cálculo é feito pelo programa de
grelha e/ou elementos finitos.
O modelo das lajes não considera as cargas horizontais (conforme prescrições de Nor-
ma).
O programa do CAD/Lajes que faz o detalhamento destas armaduras a partir dos esfor-
ços de grelha e/ou elementos finitos é o Editor de Esforços e Armaduras.
24 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798
PLANTA DE
FORMAS
CRITERIOS
CAD/Lajes
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
ARMACAO DE
LAJES
ESFORCOS DE
CARR VERTICAIS
PARA LAJES
EDITOR DE
ESFORCOS E
ARMADURA ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
4.3. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH igual a zero /
As vigas podem ter suas solicitações calculadas como se fossem vigas contínuas isola-
das – processo simplificado. Neste caso, as cargas das vigas são aquelas lançadas sobre
as vigas diretamente e as provenientes das lajes (processo de distribuição de cargas pelo
método de ruptura ou “telhado”).
A ligação da viga com os pilares pode ser feita por dois processos distintos originando
dois modelos parecidos:
• Viga contínua com apoios articulados e/ou engastados (nós extremos)
• Viga contínua considerando a presença e rigidez dos pilares superiores e inferio-
res (pórtico H indeslocável na horizontal)
Modelos estruturais 25
Para ambos os modelos de vigas os momentos fletores nos pilares são considerados
para o seu dimensionamento. Plastificações nos apoios negativos são permitidos em
ambos os casos.
A seleção do modelo de vigas (articulado ou pórtico H) é feita através de um critério de
projeto do CAD/Formas.
Na pasta de vigas de um pavimento, o CAD/Vigas lerá dois arquivos de entrada: o de
dados, com geometria e carregamentos de todas as vigas do pavimento, e o de critérios.
Depois de processar a análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho,
teremos como resultado uma série de desenhos de armação e de listagens, que serão o
memorial de cálculo:
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
CAD/Vigas
.18 .23
1.25 C=5.41
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte AA
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
4.4. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH – Pórtico /
Quando a viga participa de um pórtico e está sendo solicitada para a resistência a cargas
horizontais da edificação, é necessário considerar estes efeitos na obtenção das solicita-
ções finais. Este é um caso bastante comum para vigas mesmo que calculadas pelo pro-
cesso simplificado (como apresentado acima).
26 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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Em geral, estes efeitos devido a cargas horizontais são originários do cálculo de pórtico
espacial. O CAD/Formas já monta o pórtico espacial e os seus carregamentos automati-
camente e obtém os efeitos nas vigas.
Este é um modelo em que as cargas verticais são calculadas como vigas e as cargas
horizontais são calculadas como pórtico espacial.
Neste caso, a entrada de dados de vigas poderá ser composta por:
GEOMETRIA
CAD/Vigas
.18 .23
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ESFORCOS DE
CARREGAMENTOS
HORIZONTAIS
EM VIGAS
EM VIGAS
CARREGAMENTOS
VERTICAIS
PORTICO
VIGAS
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
Embora este modelo seja bastante utilizado, a partir da versão 9 dos sistemas
CAD/TQS, é preferível detalhar vigas e pilares com esforços verticais e horizontais
devido ao vento vindos da análise do pórtico espacial. Mesmo que a laje tenha sido
calculada, para as cargas verticais, pela modelagem de grelha, as reações das lajes
nas vigas são transferidas ao pórtico espacial simulando assim um melhor comporta-
mento das lajes em conjunto com as vigas e plastificações. É o item que veremos a se-
guir.
Modelos estruturais 27
4.5. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH igual a
zero /
As vigas podem ser calculadas considerando o efeito conjunto de todas as vigas, lajes e
pilares do pavimento trabalhando solidariamente. Este cálculo é feito pelo programa de
grelha e/ou elementos finitos. Neste modelo de grelha podemos considerar plastifica-
ções de vigas em pilares e de lajes em vigas.
Sem cargas horizontais, o diagrama de processamento será:
GEOMETRIA
CAD/Vigas
.18 .23
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ESFORCOS DE
CARR VERTICAIS
PARA VIGAS
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
GRELHA
As reações de apoio da grelha também são transferidas para as vigas. Isto significa que
na interface com o CAD/Vigas, as reações de apoio transferidas levarão em considera-
ção se o pavimento foi calculado por vigas contínuas ou grelha. Você pode manter mo-
delos diferentes de cálculo para pavimentos diferentes.
4.6. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH - Pórti-
co /
Quando a viga participa de uma grelha e/ou elementos finitos e também participa de um
pórtico para a resistência de cargas horizontais, o nosso diagrama anterior de processa-
mento de vigas se modificará, com a inclusão de mais um arquivo de entrada, o de es-
forços devido às cargas horizontais.
Neste caso, a viga considerará esforços devido a cargas verticais a partir da grelha e
esforços devido a cargas horizontais a partir do pórtico espacial.
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GEOMETRIA
CAD/Vigas
.18 .23
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ESFORCOS DE
CARREGAMENTOS
HORIZONTAIS
EM VIGAS
EM VIGAS
CARREGAMENTOS
ESFORCOS DE
VERTICAIS
GRELHA
PORTICO
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
A partir do CAD/Formas versão 7.0, tornou-se possível também gerar o modelo de pór-
tico espacial, considerando-se o comportamento das grelhas ou das vigas contínuas,
conforme a modelagem piso a piso. Assim, os esforços obtidos na interação entre vigas
e lajes com pilares, calculados piso a piso, serão redistribuídos em toda a estrutura via
pórtico espacial. Explicaremos mais a frente o comportamento deste modelo.
4.7. Vigas / CV - Pórtico / CH – Pórtico /
O sistema CAD/TQS também atende aos projetistas que desejam o modelo para o deta-
lhamento das vigas considerando a obtenção das solicitações tanto para cargas verticais
como para cargas horizontais a partir de um pórtico espacial.
O pórtico espacial dos sistemas CAD/TQS considera tanto o regime elástico puro como
o regime plástico ( nós flexibilizados, ligações semi-rígidas, etc.). O pórtico no regime
elástico pode ser muito útil para certos tipos de obra como, por exemplo, edificações
industriais. Para edificações convencionais de concreto armado o modelo de pórtico no
regime plástico é o mais indicado.
A partir da versão 9 este é o modelo estrutural mais recomendado.
Modelos estruturais 29
Esquematicamente temos:
GEOMETRIA
CAD/Vigas
.18 .23
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ESFORCOS DE
CARREGAMENTOS
HORIZONTAIS
EM VIGAS
EM VIGAS
CARREGAMENTOS
ESFORCOS DE
VERTICAIS
PORTICO
PORTICO
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
4.8. Pilares Isolados
A filosofia do CAD/Pilar é semelhante à do CAD/Vigas. O CAD/Pilar lerá arquivos de
entrada descrevendo a geometria e carregamentos, o arquivo de critérios, e após as eta-
pas de análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho chegaremos aos
desenhos de armação de pilares e as listagens / memoriais de cálculo.
Todos os momentos fletores e as excentricidades geométricas das vigas nos pilares de-
vem ser considerados nesta introdução dos dados de carregamentos.
Esquematicamente temos:
30 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Pilar
CRITERIOS
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
P1 P2 P3 P4 P5 P6
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
6
280
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
7
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
7
280
P3 P4
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
Você pode alimentar o CAD/Pilar independentemente de qualquer outro sistema, levan-
tando manualmente as reações de vigas ao longo do edifício, e entrando estas informa-
ções pilar por pilar, lance a lance. Defina também a geometria dos pilares, carregamen-
tos de vento, combinações e critérios. O CAD/Pilar é rico em critérios e modelos de
cálculo.
4.9. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH igual a zero /
O CAD/Formas pode fazer a geração completa dos dados dos pilares para toda a edifi-
cação. Cada pavimento deve ser completamente definido e processado. Para poder ge-
rar as reações de apoio das vigas nos pilares, precisaremos processar, com o
CAD/Vigas, pelo menos os esforços solicitantes nas vigas de cada pavimento. Os car-
regamentos verticais nas vigas podem ser obtidos pelo processo simplificado ou por
grelhas e/ou elementos finitos. Depois disto, um processamento transferirá dados para o
CAD/Pilar.
Esquematicamente temos:
Modelos estruturais 31
CARREGAMENTOS
P1 P2 P3 P4 P5 P6
DE PILARES
GEOMETRIA E
CAD/Formas
CAD/Formas
EDIFICIO
INTERFACE
CAD/Pilar
FUNDACAO
SUBSOLO
TERREO
TIPO
ATICO
GEOMETRIA
REACOES
CAD/Vigas ou GRELHA
O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na
pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos determinados automaticamente
pelo CAD/Formas.
Assim como no CAD/Vigas, o CAD/Pilar não diferencia dados gravados pelo
CAD/Formas de dados definidos manualmente. Você pode alterar geometria, carrega-
mentos e critérios de projeto se necessário, para melhor adequação do modelo de cálcu-
lo.
A filosofia do CAD/Pilar é semelhante à do CAD/Vigas. O CAD/Pilar lerá arquivos de
entrada descrevendo a geometria e carregamentos, o arquivo de critérios, e após as eta-
pas de análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho chegaremos aos
desenhos de armação de pilares e as listagens / memoriais de cálculo:
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Pilar
CRITERIOS
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
P1 P2 P3 P4 P5 P6
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
6
280
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
7
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
7
280
P3 P4
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
32 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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4.10. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH – Pórtico /
Este caso trata os pilares que também participam de um pórtico espacial para resistência
a cargas horizontais de vento, por exemplo. É feita então uma combinação de solicita-
ções [N,Mx,My] com origem nas cargas verticais transmitidas por vigas ( processo
simplificado e/ou grelha) e solicitações [N,Mx,My] de origem do pórtico espacial.
Cada pavimento deve ser completamente definido e processado. Para poder gerar as
reações de apoio das vigas nos pilares, precisaremos processar, com o CAD/Vigas, pelo
menos os esforços solicitantes nas vigas de cada pavimento. Depois disto, um proces-
samento transferirá dados para o CAD/Pilar.
Para a extração da geometria e cargas verticais dos pilares temos, esquematicamente:
CARREGAMENTOS
P1 P2 P3 P4 P5 P6
DE PILARES
GEOMETRIA E
CAD/Formas
CAD/Formas
EDIFICIO
INTERFACE
CAD/Pilar
FUNDACAO
SUBSOLO
TERREO
TIPO
ATICO
GEOMETRIA
REACOES
CAD/Vigas ou GRELHA
O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na
pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos verticais determinados automa-
ticamente pelo CAD/Formas.
Para que os pilares sejam calculados com esforços do pórtico é necessário acionar a
transferência de esforços do pórtico espacial. O CAD/Pilar agora terá mais um arquivo
de entrada de dados:
Modelos estruturais 33
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Pilar
CRITERIOS
GEOMETRIA
P1 P2 P3 P4 P5 P6
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
6
280
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
7
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
7
280
P3 P4
ESFORCOS EM
PILARES - CARREG
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
PORTICO
CARREGAMENTOS
VERTICAIS
HORIZONTAIS
4.11. Pilares / CV - Pórtico / CH – Pórtico /
Neste caso, todo o edifício será projetado com solicitações do pórtico espacial. Cada
pavimento deve ser completamente definido e processado para a obtenção das reações
das lajes nas vigas e pilares. O pórtico espacial é acionado com a instrução para transfe-
rir as solicitações devido aos carregamentos verticais e horizontais para os pilares.
O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na
pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos verticais e horizontais determi-
nados automaticamente pelo CAD/Formas.
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
CAD/Pilar
CRITERIOS
GEOMETRIA
P1 P2 P3 P4 P5 P6
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
6
280
18
110
65
15
65
16
2XP52XP4
23C/12
7
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
280
25
100
97
22
24
P23XP3
18C/15
7
280
P3 P4
ESFORCOS EM
PILARES - CARREG
VERTICAIS
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
12 ø 10
2X23 P5 ø 5 C=172
2X23G P4 ø 5 C=28
12P1ø10C=320
ø5
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
10 ø 12.5
18 P2 ø 6.3 C=253
3X18G P3 ø 6.3 C=38
10P1ø12.5C=330
ø6.3
PORTICO
HORIZONTAIS E
34 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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O pórtico espacial dos sistemas CAD/TQS considera tanto o regime elástico puro co-
mo o regime plástico ( nós flexibilizados, ligações semi-rígidas, etc.). O pórtico no
regime elástico pode ser muito útil para uns certos tipos de obra como, por exemplo,
edificações industriais. Para edificações convencionais de concreto armado o modelo de
pórtico no regime plástico é o mais indicado.
A partir da versão 9 este é o modelo estrutural mais recomendado.
4.12. Pórtico Espacial TQS - Lajes, Vigas e Pilares
O CAD/TQS permite a definição de um modelo de pórtico espacial constituído pelos
elementos de vigas e pilares e dirigido às edificações de concreto armado. Como os
carregamentos das vigas são oriundos da resolução do pavimento por vigas contínuas
e/ou grelhas, simulando o comportamento conjunto das vigas e lajes, este pórtico espa-
cial retrata, com bastante precisão, o funcionamento global do edifício através da com-
patibilização das lajes, vigas e pilares.
A partir da versão 9 dos sistemas CAD/TQS, este é o modelo mais adequado para
o projeto de edificações convencionais de concreto armado. Além deste compor-
tamento conjunto de vigas, lajes e pilares, ele também contempla simplificações
normalmente feitas no cálculo de solicitações do pavimento, considera os nós do
pórtico como sendo flexibilizados, faz um tratamento especial para as vigas de
transição e tirantes e adota valores para a deformação axial dos pilares depen-
dendo da natureza da carga atuante ( vertical e/ou horizontal).
Para a adaptação deste modelo de pórtico espacial à realidade de uma estrutura de con-
creto armado, composta por um material heterogêneo, não elástico, não linear, tivemos
que desenvolver no pórtico espacial diversas capacidades que descrevemos a seguir:
4.12.1. Flexibilização da Ligação Viga - Pilar
Um novo critério de flexibilização das ligações viga-pilar pode, agora, ser aplicado ao
modelo. A matriz de rigidez de uma viga considera a barra com duas “molas” a rotação
nos seus extremos, como mostra a figura a seguir:
Modelos estruturais 35
Os valores dos coeficientes elásticos atribuídos a essas “molas” equacionam com bas-
tante exatidão a ligação viga-pilar em estruturas como as mostradas a seguir:
Pode-se notar que, nas ligações viga-pilar indicadas nos modelos acima, a rigidez do
pilar que, efetivamente, colabora para impedir a rotação da viga é muito menor que a
sua largura plena (largura do pilar). Este é o principal equacionamento e vantagem da
ligação flexibilizada entre vigas e pilares no novo modelo de pórtico espacial.
Essa ligação viga-pilar tratada de forma mais correta e adequada traz algumas implica-
ções no projeto estrutural. Vamos analisar algumas:
36 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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• Diagramas de Momentos nas Vigas
Diagramas de momentos fletores nas vigas V1 (Edifício A) e V101 (Edifício B):
Note que os diagramas de momentos fletores da V1 e V101 acima são os mais adequa-
dos para o dimensionamento e detalhamento.
Com esta flexibilização implantada, qualquer viga também pode receber plastificação
individualmente a partir da entrada gráfica - por exemplo, aquela viga do poço do ele-
vador, entre dois pilares muito rígidos, que está sendo solicitada exageradamente. To-
das as vigas do pórtico também podem receber um fator fixo de plastificação.
• Semelhança com Grelha e Vigas
Modelos estruturais 37
O modelo do pórtico espacial flexibilizado fornece, para as vigas e pilares, resultados
muito próximos ao de grelha plana e ao de viga contínua comum. Assim, esse modelo
engloba os outros modelos estruturais disponíveis.
Podemos citar que, utilizando-se critérios adequados, o novo modelo é uma extensão e
generalização do modelo de viga contínua e grelha. A partir desta versão 9.0, reco-
mendamos, com insistência, a adoção deste novo modelo como o mais adequado e
próximo da realidade.
• Deslocamento Horizontal – Gamaz
Como as ligações ficam mais flexíveis no pórtico espacial e, principalmente, tratadas
com maior realidade, é comum que os deslocamentos horizontais para cargas horizon-
tais aumentem neste novo modelo. Conseqüentemente, o valor do parâmetro de estabi-
lidade Gamaz também cresce. Se a estrutura já é estável, esse acréscimo é relativamente
pequeno mas se a estrutura é flexível, ele pode se tornar considerável.
Por exemplo, no Edifício “B”, cuja forma está apresentada anteriormente, a comparação
do Gamaz para os nós flexibilizados e nós elásticos é a seguinte:
Gamaz
N. de Pavimentos
Nós Elásticos
Nós Flexibilizados
10 1,071 1,150
15 1,115 1,266
38 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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4.12.2. Deformação Axial – Carga Vertical
O multiplicador de área dos pilares, para evitar deformação axial excessiva, agora é
aplicado, no modelo de pórtico espacial, somente nos carregamentos verticais - o pro-
grama monta matrizes de rigidez diferentes, automaticamente, por carregamento.
Esta correção na área dos pilares é necessária para adequar o modelo ao processo cons-
trutivo incremental da edificação e só pode ser aplicado às cargas verticais (principal-
mente cargas permanentes). Veja o efeito abaixo para o Edifício “A”, exemplo hipotéti-
co, com 20 pavimentos.
Carregamen-
to
Correção Axial
N – P6
[tf]
M – V14
[tf*m]
Vertical 1,0 1046 -1,3
Vento + Y 1,0 56* -2,7*
Vertical 5,0 1062* -4,9*
Vento + Y 5,0 75 -2,8
(*) Valores que serão utilizados para o dimensionamento.
4.12.3. Tratamento de Vigas de Transições
Como, usualmente, os projetistas estruturais não adotam as cargas verticais de pilares
de transição como sendo aquelas resultantes de um processamento em regime elástico
puro de pórtico espacial, em que a viga de transição é deformável, mas, sim, a força
normal do pilar considerando a viga de transição indeformável, neste novo modelo de
pórtico espacial, oferecemos a possibilidade da geração de dois modelos estruturais
automaticamente com:
• Viga de transição elástica
• Viga de transição enrijecida
Os esforços transferidos para o dimensionamento serão resultado da envoltória destes
dois modelos.
Exemplo: Edifício “B”, com 10 pavimentos e transição do pilar P2 no 1. Pavimento
N – P2
[tf]
M+ - V1
[tf*m]
Rigidez – V1 – Normal 7,6 21,1
V1 Enrijecida 14,7 35,6
Adotado no novo modelo 14,7 35,6
Modelos estruturais 39
Note que o resultado do processamento elástico pode diferir muito da situação mais real
do comportamento do concreto armado que é a V1 enrijecida.
4.12.4. Tratamento de Tirantes
Similarmente aos pilares de transição, temos os tirantes (pilares submetidos a tração).
No processo de cálculo puramente elástico, os pilares denominados como tirantes e as
vigas que os suportam possuem solicitações bem inferiores àqueles usualmente calcu-
lados por processos convencionais. O modelo do novo pórtico espacial vem atender a
esta situação, resolvendo o pórtico espacial para a viga elástica e enrijecida e adotando
a envoltória de esforços para o dimensionamento.
4.12.5. Consideração das lajes
As lajes têm pouca importância no modelo de pórtico espacial para a consideração de
travamento de pilares à flexão. O maior efeito é o de diafragma rígido, que é considera-
do automaticamente no pórtico.
Neste novo modelo, desde que a laje seja considerada e discretizada no modelo de gre-
lha, as cargas que refletem a interação entre vigas e lajes vão diretamente para as vigas
no modelo de pórtico espacial. Portanto, neste modelo, o pórtico já leva em conta o
efeito da laje desde que discretizada como grelha.
Para armação das lajes continuam valendo os procedimentos básicos apresentados co-
mo abaixo:
CAD/LajesCAD/Formas
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
Planta de
Formas
Processo simplificado
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
40 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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CAD/LajesCAD/Formas
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
S1M2
S1
M2
.5/.1c.127
S
1M
2
S
1M
2
S 1
M 2
S1
M2
.5/.12c.142
.5/.12c.142 S1M2
.5/.12c.142
S1
M2
.5/.12c.145
S1
M2
S
1
M
2
S
1
M
2
S
1M
2 .5/.12c.145
S1M2
S1
M2
S
1M
2
S
1
M
2
S1M2
S
1M
2
S
1M
2
Grelha Editor de
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
Esforcos
4.13. Modelo Integrado - Lajes, Vigas e Pilares
O CAD/TQS permite a definição de um modelo conjunto, alternativo, de pórtico espa-
cial, grelhas e vigas contínuas. Este modelo, diferente dos demais, permite compatibili-
zar as hipóteses de cálculo dos pisos (por vigas contínuas ou grelhas) com o cálculo
espacial.
Este era o modelo estrutural mais adequado para o projeto de edificações conven-
cionais de concreto armado, até a versão 9 dos sistemas CAD/TQS, já que ele con-
templa todas as simplificações normalmente feitas no cálculo de solicitações do
pavimento e a devida compatibilização dos momentos fletores nos pilares devido à
carga vertical considerando o cálculo do pavimento. A partir da versão 9, com as
implementações especiais para o concreto armado realizadas no pórtico espacial
TQS já apresentadas, o modelo mais correto a ser utilizado é o Pórtico Espacial
elástico / plástico. Estamos mantendo esta documentação apenas como um subsí-
dio ao engenheiro estrutural para a verificação de projetos processados anterior-
mente com esta opção. Se você está iniciando um novo projeto este item não pre-
cisa ser lido e compreendido.
A forma usual de elaboração de projetos estruturais é a de resolver, para cargas verti-
cais, cada pavimento separadamente, pelo modelo de vigas e/ou grelha. Posteriormente,
resolve-se o pórtico espacial para análise de estabilidade global do edifício e do efeito
das cargas horizontais (efeito de vento). Tanto o modelo de grelha como o de vigas
contínuas não considera a deslocabilidade horizontal.
Com este procedimento, fica uma lacuna a ser resolvida: qual o efeito da carga vertical
no pórtico espacial para determinação dos momentos nos pilares, considerando-se que
os momentos fletores obtidos pelo modelo de vigas contínuas e/ou grelha junto aos pi-
lares não são auto-equilibrados?
Modelos estruturais 41
A resolução global do pórtico espacial para efeito de cargas verticais e horizontais ain-
da não é uma prática comum de projeto pelas dificuldades operacionais (resolução de
modelos complexos inúmeras vezes) e de modelagem (plastificação nas vigas, defor-
mabilidade dos pilares etc).
Para seguir a metodologia usual de projeto, mas determinando os momentos nos pilares
devido às cargas verticais, estamos apresentando agora este novo modelo, considerando
a ação conjunta de vigas contínuas, grelha e pórtico espacial.
4.13.1. Como é a modelagem
Tomemos como exemplo um trecho de viga sobre dois apoios, com diagrama de mo-
mentos e cortantes calculados por processo de viga contínua, como abaixo:
-6.22
14.78 14.78
-3.55
7.32
-4.33
Simularemos este comportamento no pórtico espacial dividindo a viga em dois modelos
estruturais diferentes: um articulado e outro contínuo:
6.22
3.55
6.22
3.55
7.32
7.32
4.33
4.33
Modelo articulado
Modelo continuo
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No modelo articulado, a viga é isolada do pórtico através de articulações, e as reações
nas extremidades calculadas através de processo de viga contínua são impostas como
cargas aplicadas. Se tomarmos apenas este modelo, visualizaremos no pórtico espacial
os mesmos diagramas do cálculo original por vigas contínuas.
No modelo contínuo, são aplicados nos apoios da viga os momentos em sentido contrá-
rio, de maneira que a soma de cargas extras aplicadas no modelo continuará nula. Estes
momentos serão chamados de momentos de desequilíbrio, correspondendo ao esforço
de interação entre a viga e os pilares de apoio. Estes momentos, calculados no modelo
do pavimento, serão redistribuídos na estrutura globalmente, de maneira que os esfor-
ços solicitantes finais nos pilares devido ao carregamento vertical serão compatíveis
com o modelo estrutural usado no cálculo de cada piso.
Os resultados do processamento dos dois modelos são somados, de maneira que os mo-
mentos residuais nas vigas também serão usado no detalhamento.
Neste caso, devido aos momentos de desequilíbrio, os esforços (M e Q) nas vigas não
são exatamente iguais nos diversos pavimentos. Quanto maiores os momentos de dese-
quilíbrio, maiores as diferenças entre os momentos nas vigas. Se não houver momentos
de desequilíbrio, os momentos nas vigas do pórtico serão exatamente iguais aos mo-
mentos das vigas na grelha e/ou viga contínua.
Atenção: a transferência de momentos fletores ao longo do edifício é feita com a envol-
tória dos esforços em cada piso. Considerando-se tanto os esforços de vento quanto os
de desequilíbrio, recomenda-se separar o pavimento tipo em diversas plantas de formas,
para que a armação de vigas não seja onerada.
A consideração dos esforços resultante do modelo de grelha é idêntica ao de vigas con-
tínuas, com o adicional de carregarmos as reações das barras de lajes nas vigas como
cargas aplicadas no pórtico (uma força e dois momentos):
.24
.14
.14
.11
.08
.22
.32
.34
.32
.25
.15
Modelos estruturais 43
As barras da laje que se apóiam diretamente nos pilares também são transferidas para o
pórtico, como cargas concentradas transladadas (com momentos adicionais) para o CG
de cada pilar no pórtico.
Extrapolando-se o exemplo para diversos pavimentos, teríamos graficamente:
Do ponto de vista de entrada de dados, tudo o que o projetista precisa fazer é indi-
car o modelo estrutural pórtico/grelha/vigas nos dados do edifício. A geração dos
dados do pórtico, o processamento dos modelos e soma de esforços é efetuada de
maneira automática.
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4.13.2. Momentos de desequilíbrio
Os momentos de desequilíbrio que atuam no pórtico espacial como modelo contínuo
podem ter sua origem de diversas fontes. Veja abaixo alguns exemplos:
M
Extremidade engastada
M
Balancos
M
Diferentes momentos
nos apoios
R1 R2
M = R1xA - R2xB
A B
Excentricidade geometrica
CG
My
Mx
V1
R1
V2
R2
P1
R1
R2
R3
R4
R5
R6
M
P2
d1
d2
d3
d4
d5
d6
em grelha Apoio de lajes no pilar
Excentricidade geometrica
Ri x YiMx =
My = Ri x Xi
Ri x diM =
Para melhor visualizar estes momentos fletores de desequilíbrio, temos duas opções:
Modelos estruturais 45
• Desenho de momentos em planta de cada pavimento, gerado durante o resumo de
cargas nos pilares, onde apresentamos os momentos em cada pilar, no respectivo
baricentro:
P1
2.22tfm
13.09tfm
P2
1.65tfm
-8.51tfm
P3
-1.67tfm
7.14tfm
Momentos aplicados nos pilares
Piso 4
• Desenho espacial através do visualizador do pórtico, como abaixo:
.7
.7
.7
.7
.6
.6
.6
.6
.7
.7
.7
.7
.6
.6
.6
.6
• Para este desenho, ative a visualização de carregamentos. No menu de parâmetros
de visualização, desative as cargas distribuídas e concentradas e ative as cargas de
desequilíbrio.
46 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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4.13.3. Deslocamentos horizontais e verticais
Os deslocamentos horizontais e verticais mostrados no pórtico são verdadeiros, com
exceção feita ao deslocamento vertical das vigas em balanço.
Ao articularmos uma viga em balanço, ela ficará hipostática e girará. O sistema consi-
dera uma pequena rigidez no apoio neste caso, para evitar erro na solução do pórtico.
Mesmo com o momento imposto na extremidade da barra, os deslocamentos listados
pelo pórtico serão grandes, devendo anular o valor em escala dos demais deslocamentos
quando observados através do Visualizador.
Apesar dos valores de deslocamentos, os esforços listados nas barras em balanço são os
mesmos vindos da grelha ou de vigas contínuas.
4.13.4. Vigas de transição
Em um modelo de pórtico elástico com viga de transição, quando a viga de transição se
deforma, a tendência é que as vigas nos pisos superiores, que se apóiam no pilar da
transição, impeçam este deslocamento,
-7.24
110.79
110.79
-7.24
-7.85
12.54
12.54
-7.85
-7.63
12.35
12.35
-7.63
VIGA DE TRANSICAO
PILAR DE TRANSICAO
Isto poderá fazer com que os supostos "apoios" das vigas superiores sobre o pilar de
transição deixem de ter esta função, podendo até mesmo surgir momentos positivos nos
apoios. Neste caso, a força normal sobre o pilar de transição, e os momentos na viga de
transição diminuirão.
Modelos estruturais 47
Neste modelo conjunto de pórtico/grelha/vigas contínuas que estamos propondo, como
as vigas estão articuladas com momentos impostos, não haverá redistribuição de esfor-
ços nos pisos superiores, que continuarão se comportando de maneira convencional.
Como resultado, a força normal no pilar e os esforços na viga de transição ficarão pró-
ximos de uma estimativa convencional. O diagrama final nas vigas ficará assim:
-1.41
213.44
213.44
-1.41
-.14
3.27
-4.28
-4.28
3.27 -.14
-.14
3.27
-4.28
-4.28
3.27 -.14
PILAR DE TRANSICAO
VIGA DE TRANSICAO
Esta é a situação esperada pelo engenheiro estrutural para as edificações convencionais.
Este modelo pressupõe que as vigas nos pisos superiores estão sobre apoio rígido. Natu-
ralmente, cabe ao engenheiro detalhar e verificar a viga de transição, garantido que os
deslocamentos sejam suficientemente pequenos para que o modelo continue válido.
4.13.5. Transferência de esforços
A principal característica deste modelo estrutural é compatibilizar o funcionamento do
pórtico espacial com as hipóteses adotadas para solucionar os pisos. Os esforços finais
nas vigas e pilares serão aproximadamente os calculados a nível de piso, reequilibrados
pelo pórtico.
Por isto, é recomendável a transferência tanto de esforços devido aos carregamentos
verticais quanto horizontais do pórtico para vigas, sempre na forma de uma envoltória.
Para os pilares, devem ser transferidos os casos simples de carga vertical e vento, que
serão combinados dentro do CAD/Pilar. Veja a figura:
48 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
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4.13.6. Consideração das lajes
As lajes têm pouca importância no modelo de pórtico espacial para a consideração de
travamento de pilares. O maior efeito é o de diafragma rígido, que é considerado auto-
maticamente no pórtico.
Neste novo modelo, desde que a laje seja considerada e discretizada no modelo de gre-
lha, as cargas que refletem a influência das lajes vão diretamente para as vigas no mo-
delo de pórtico espacial. Portanto, neste modelo conjunto, o pórtico já leva em conta o
efeito da laje desde que discretizada como grelha.
Para armação das lajes continuam valendo os procedimentos básicos apresentados co-
mo abaixo:
CAD/LajesCAD/Formas
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
Planta de
Formas
Processo simplificado
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
ø6.3
ø 6.3
ø 6.3
ø6.3
ø6.3
Modelos estruturais 49
CAD/LajesCAD/Formas
20 P1 C/20 C=1300
4 P2 C/20 C=1239V
9 P3 C/20 C=1222
12 P4 C/20 C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12 P8 C/20 C=592
15 P9 C/20 C=615
5 P10 C/20 C=743
12 P11 C/20 C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20 P15 C/20 C=476
8 P16 C/20 C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
20P1C/20C=1300
4P2C/20C=1239V
9P3C/20C=1222
12P4C/20C=337
45P5C/20C=503
9P6C/20C=719
12P7C/20C=775
12P8C/20C=592
15P9C/20C=615
5P10C/20C=743
12P11C/20C=531
20P12C/20C=808
7P13C/20C=345
10P14C/20C=579
20P15C/20C=476
8P16C/20C=520
23P17C/20C=553
3P18C/20C=194
S1M2
S
1
M
2
.5/.1c.127
S
1M
2
S
1M
2
S
1
M
2
S1
M2
.5/.12c.142
.5/.12c.142 S1M2
.5/.12c.142
S1
M2
.5/.12c.145
S1
M2
S
1
M
2
S
1
M
2
S
1M
2 .5/.12c.145
S1M2
S1
M2
S
1
M
2
S
1
M
2
S1M2
S
1M
2
S
1M
2
Grelha Editor de
ø 6.3
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ø 6.3
ø 6.3
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ø 6.3
ø6.3
ø6.3
Esforcos
4.14. Pórtico - Carregamentos padrões
Os casos iniciais gerados pelo sistema dependem do modelo de pórtico espacial adota-
do, e da separação ou não das cargas acidentais e permanentes. Veja na tabela a seguir,
os casos gerados pelo sistema automaticamente:
Modelo Casos de carregamento
Sem transferência de esforços de cargas
verticais
Sem separação de sobrecargas
1- Caso vertical
Vento padrão 2, 3, 4, 5
Transferência para vigas 2, 3, 4, 5
Transferência para pilares 2, 3, 4, 5
Sem transferência de esforços de cargas
verticais
Com separação de sobrecargas
1- Caso vertical total
2- Peso próprio
3 - Cargas permanentes
4 - Cargas acidentais
5 - Cargas acidentais reduzidas
Vento padrão 6, 7, 8, 9
10 - Combinação 2 + 3 + 5
Transferência para vigas 6, 7, 8, 9
Transferência para pilares 6, 7, 8, 9
Com transferência de esforços de cargas
verticais
Sem separação de sobrecargas
1 - Caso vertical
Vento padrão 2, 3, 4, 5
6 - Combinação 1 + 2
7 - Combinação 1 + 3
8 - Combinação 1 + 4
9 - Combinação 1 + 5
Transferência para vigas 1, 6, 7, 8, 9
Transferência para pilares 1, 6, 7, 8, 9
Com transferência de esforços de cargas
verticais
Com separação de sobrecargas
1 - Caso vertical total
2 - Peso próprio
3 - Cargas permanentes
4 - Cargas acidentais
50 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798
FP é o fator de ponderação de cargas aci-
dentais secundárias definido no menu de
separação de sobrecargas do programa de
edição de dados do edifício.
5 - Cargas acidentais reduzidas
Vento padrão 6, 7, 8, 9
10 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*6
11 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*7
12 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*8
13 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*9
14 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 6
15 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 7
16 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 8
17 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 9
18 - Combinação 2 + 3 + 5
19 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*6
20 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*7
21 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*8
22 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*9
23 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 6
24 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 7
25 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 8
26 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 9
Transferência para vigas:
1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
Transferência para pilares
18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26
4.14.1. Casos Adicionais no Edifício
Um número variável de casos de carregamentos adicionais podem ser declarados na
janela de sobrecargas. Estes casos atualmente não são automaticamente combinados.
Eles simplesmente entram após o último caso simples de carga vertical, antes da carga
acidental reduzida e vento, empurrando os demais casos de carregamento, e renume-
rando tudo de acordo.
4.14.2. Modelo com Vigas de Transição Enrijecidas
Se for necessário gerar casos de carregamentos com as vigas de transição enrijecidas,
serão gerados os seguintes casos:
• Todos os casos simples de carregamento serão dobrados, agora com o aviso
indicando que as vigas de transição têm rigidez aumentada.
• Todas as combinações são dobradas, apontando para os novos casos.
• A transferência de vigas é dobrada, apontando também para os novos casos e
combinações.
Modelos estruturais 51
• A transferência para pilares também é dobrada, da mesma maneira que a de
vigas.
4.15. Grelha - TQS
O método de cálculo usado na determinação de esforços na grelha pressupõe, que o
material utilizado seja homogêneo, de comportamento linear, suportando igualmente a
compressão e a tração. Não é o caso do concreto armado.
O comportamento elasto-plástico do concreto faz com que as seções insuficientemente
armadas à tração plastifiquem e os esforços sejam redistribuídos na estrutura. Esta re-
distribuição pode ser usada favoravelmente pelo engenheiro, para diminuir as armadu-
ras negativas, de construção mais difícil, e para melhorar o aproveitamento do concreto,
em regiões onde existe capa de compressão (como vigas trabalhando com seção T e
lajes nervuradas).
As plastificações podem ser simuladas no modelo de grelha, através do controle de coe-
ficientes de mola dos apoios, de barras com rigidez menor, de articulações com mo-
mento imposto e de coeficientes de engastamento aplicados na ponta das barras.
As regiões plastificadas e a escolha dos coeficientes de plastificação não são decisão do
sistema, mas sim do engenheiro, que definirá critérios para a geração de apoios, contro-
lará inércia à torção de certos elementos e definirá coeficientes para a plastificação de
apoios de lajes em vigas e de vigas em pilares.
A obtenção do modelo estrutural ideal para o projeto, poderá ser conseguida através de
um processo iterativo, com a visualização dos resultados e o refinamento progressivo
do modelo.
O modelo de grelha também permite a obtenção de deformações em vigas e lajes consi-
derando as armaduras e a fissuração do concreto: é a resolução da grelha levando em
conta os efeitos da não-linearidade física dos materiais.
4.16. Critérios de projeto
Vários critérios de cálculo, dimensionamento, detalhamento e desenho podem e devem
ser controlados pelo projetista. Em todos os subsistemas do CAD/TQS, estes critérios
são alterados e/ou definidos através do menu "Editar" – "Critérios de Projeto". Em cada
manual específico do sistema, todos os critérios estão perfeitamente detalhados.
Muitos critérios de projeto fazem parte da definição do modelo estrutural. Você não
deve iniciar um projeto real sem conhecer e validar cada critério disponível.
52 CAD/TQS – Conceitos e Modelos
TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798
5. Aprendizado dos sistemas CAD/TQS
A documentação que acompanha os sistemas CAD/TQS é volumosa, abrangente, com
milhares de páginas. Embora o projetista tenha alguma dificuldade de leitura inicial, é
importante ressaltar que esta documentação contém todas informações pertinentes aos
sistemas tais como: aspectos teóricos, operacionais, critérios de projeto etc.
O primeiro manual que deve ser lido e seguido é, naturalmente, o CAD/TQS - Manual
de Instalação e Testes. Este manual é fundamental, pois, seguindo seus passos de forma
detalhada, a instalação do sistema é validade e você terá a garantia de que os sistemas
CAD/TQS estão funcionando corretamente. Não prossiga em nenhum processamento
caso esta instalação não esteja validada conforme o manual apresentado.
De forma simplificada, podemos classificar e descrever os tópicos principais para utili-
zação de um sistema de engenharia como abaixo:
• Dados de entrada
• Critérios de projeto
• Como operar os sistemas
É importante ressaltar que os aspectos teóricos não podem ser relegados a segundo pla-
no. Estamos considerando agora apenas os itens essenciais para o início da utilização
dos sistemas.
Fazendo uma correspondência dos tópicos acima descritos com a documentação do
sistema CAD/Vigas, por exemplo, temos:
• Dados de entrada: Manual de Edição de Dados
• Critérios de projeto: Manual de Critérios de Projeto
• Como operar os sistemas: Manual de Comandos e Funções, Manual de Edição
Rápida de Armaduras e Manual de Exemplos – Passo a Passo.
É fácil notar que a maior parte da documentação envolve os aspectos operacionais dos
sistemas. Lembrando que os sistemas CAD/TQS têm um enfoque fortemente gráfico,
grande parte da documentação está voltada para o aprendizado de como se cria, edita,
corrige etc., elementos gráficos no vídeo do microcomputador. Como temos editores
gráficos específicos para cada elemento estrutural / subsistema, o volume da documen-
tação para tais funções também é grande.
Aprendizado dos sistemas CAD/TQS 53
Seguindo este raciocínio, é fácil notar que, para tirar um bom proveito dos sistemas
CAD/TQS, é importante conhecer um pouco da edição gráfica. Recordando: é com a
edição gráfica que a estrutura é lançada, os resultados são verificados, os desenhos são
editados e as plantas de desenho finais são emitidas.
A partir da versão 9, o lançamento estrutural da forma de concreto armado ( vigas, pila-
res e lajes) não depende tanto do conhecimento da edição gráfica. Entretanto, alguns
princípios como definir um ponto a partir do outro, construções geométricas, etc, ainda
dependem do conhecimento deste editor gráfico.
Alguns sistemas têm um enfoque gráfico mais forte que outros. Por exemplo, o
CAD/Formas trabalha quase que totalmente com uma base de dados gráfica. Isto já não
acontece com o vigas e o pilar. Portanto, a abordagem de aprendizado é diferente para
estes sistemas.
5.1. Sistemas operando individualmente
Embora pouco usual depois que se está utilizando o sistema de forma integrada, iniciar
o aprendizado do CAD/TQS por um sistema individual não é uma idéia desprezível.
Vejamos, por exemplo, o caso do CAD/Vigas.
Esquematicamente o CAD/Vigas funciona conforme o fluxograma abaixo.
Na pasta de vigas de um pavimento, o CAD/Vigas lerá dois arquivos de entrada: o de
dados, com geometria e carregamentos de todas as vigas do pavimento, e o de critérios.
Depois de processar análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho,
teremos como resultado uma série de desenhos de armação e de listagens, que serão o
memorial de cálculo:
GEOMETRIA
CARREGAMENTOS
CAD/Vigas
.18 .23
1.25 C=5.41
V401 13/55
P1 P2
2 N2 C=590
2 N3 C=510
2 N1
C=579
13/55
N4 (521)
27C N4 C=135
Corte A
A
V401V401V401
P1 P2
CRITERIOS
LISTAGENS
MEMORIAL
DE CALCULO
ø 10
ø 10
ø 8
27 ø 5 C/20
ø 5
Para a alimentação dos dados de entrada do CAD/Vigas, temos o Manual de Edição de
Dados. Para a adequação dos critérios de projeto temos o Manual de Critérios de Proje-
to.
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  • 1. Sumário I CAD/TQS Conceitos e Modelos Sumário 1. Introdução..................................................................................................................1 1.1. Responsabilidade do engenheiro ..........................................................................1 2. Conceitos ....................................................................................................................3 2.1. Segurança e Qualidade .........................................................................................3 2.1.1. Tecnologia nacional.......................................................................................3 2.1.2. Controle do modelo estrutural .......................................................................3 2.1.3. Economia de materiais...................................................................................3 2.1.4. Confiabilidade ...............................................................................................3 2.1.5. Validação de resultados.................................................................................4 2.1.6. Qualidade de desenhos ..................................................................................4 2.1.7. Equipe técnica ...............................................................................................4 2.2. Produtividade........................................................................................................4 2.2.1. Dados de entrada e resultados........................................................................4 2.2.2. Critérios de projeto e desenho .......................................................................4 2.2.3. Editor gráfico próprio....................................................................................5 2.3. Generalidade.........................................................................................................6 2.3.1. Generalidade geométrica...............................................................................6 2.3.2. Lajes convencionais, nervuradas, planas e protendidas.................................6 2.3.3. Elementos especiais.......................................................................................6 2.3.4. Vigas protendidas..........................................................................................7 2.3.5. Alvenaria Estrutural.......................................................................................7 2.4. Conceitos: Integração ..........................................................................................7 2.4.1. Arquitetura.....................................................................................................7 2.4.2. Instalações .....................................................................................................7 2.4.3. Construção.....................................................................................................7 2.5. Suporte Técnico....................................................................................................8 2.5.1. Documentação...............................................................................................8 2.5.2. Suporte Técnico – Treinamento.....................................................................8 2.6. Competividade......................................................................................................8 3. Entendendo os sistemas CAD/TQS..........................................................................9 3.1. Integração .............................................................................................................9 3.2. Processamento ....................................................................................................10 3.2.1. Processamento por lotes ..............................................................................10 3.2.2. Organização de pastas .................................................................................10 3.3. O CAD/Formas...................................................................................................11 3.4. O CAD/Vigas .....................................................................................................12 3.4.1. Processando vigas a partir do CAD/Formas................................................13 3.4.2. Independência do CAD/Vigas.....................................................................14
  • 2. II CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 3.5. O CAD/Pilar .......................................................................................................14 3.5.1. Interface do CAD/Formas com o CAD/Pilar...............................................15 3.6. Cálculo de lajes por processo simplificado.........................................................16 3.7. Cálculo do pavimento por grelhas ......................................................................17 3.8. Cálculo do edifício por pórtico espacial..............................................................17 3.9. O CAD/Fundações..............................................................................................18 3.10. Compatibilidade com o sistema Mix  .............................................................19 3.11. Geração de grelhas para projeto com protensão................................................19 3.12. Processamento global do edifício .....................................................................20 4. Modelos estruturais .................................................................................................22 4.1. Lajes / CV - Processo Simplificado /..................................................................22 4.2. Lajes / CV - Grelha ou Elementos Finitos /........................................................23 4.3. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH igual a zero /...........................................24 4.4. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH – Pórtico / ...............................................25 4.5. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH igual a zero /...................................27 4.6. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH - Pórtico / .......................................27 4.7. Vigas / CV - Pórtico / CH – Pórtico / .................................................................28 4.8. Pilares Isolados ...................................................................................................29 4.9. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH igual a zero / .............................................30 4.10. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH – Pórtico / ...............................................32 4.11. Pilares / CV - Pórtico / CH – Pórtico /..............................................................33 4.12. Pórtico Espacial TQS - Lajes, Vigas e Pilares ..................................................34 4.12.1. Flexibilização da Ligação Viga - Pilar.......................................................34 4.12.2. Deformação Axial – Carga Vertical...........................................................38 4.12.3. Tratamento de Vigas de Transições...........................................................38 4.12.4. Tratamento de Tirantes ..............................................................................39 4.12.5. Consideração das lajes...............................................................................39 4.13. Modelo Integrado - Lajes, Vigas e Pilares........................................................40 4.13.1. Como é a modelagem ................................................................................41 4.13.2. Momentos de desequilíbrio........................................................................44 4.13.3. Deslocamentos horizontais e verticais.......................................................46 4.13.4. Vigas de transição......................................................................................46 4.13.5. Transferência de esforços ..........................................................................47 4.13.6. Consideração das lajes...............................................................................48 4.14. Pórtico - Carregamentos padrões......................................................................49 4.14.1. Casos Adicionais no Edifício.....................................................................50 4.14.2. Modelo com Vigas de Transição Enrijecidas.............................................50 4.15. Grelha - TQS.....................................................................................................51 4.16. Critérios de projeto ...........................................................................................51 5. Aprendizado dos sistemas CAD/TQS.....................................................................52 5.1. Sistemas operando individualmente....................................................................53 5.2. Sistemas operando integrados.............................................................................54
  • 3. Introdução 1 1. Introdução Os sistemas CAD/TQS são um conjunto de ferramentas para cálculo, dimensionamento, detalhamento e desenho de estruturas de concreto armado e protendido. O principal objetivo da TQS é o desenvolvimento de uma ferramenta computacional adequada, onde o engenheiro possa desenvolver o projeto estrutural de concreto armado e protendido com segurança, qualidade e produtividade de tal forma que sua atuação seja competitiva no mercado de projetos. Outros aspectos importantes que também nortearam o desenvolvimento do sistema computacional CAD/TQS para o projeto estrutural foram: abrangência de tipos de es- truturas, integração de informações entre diversos segmentos de projeto e o suporte técnico / treinamento para aprendizado de utilização. Estes foram os principais conceitos utilizados para o desenvolvimento dos sistemas. Faremos o detalhamento de cada um deles nos capítulos subseqüentes. Este manual é uma introdução geral ao CAD/TQS 9.0 - plataforma Windows - e ver- sões superiores, mostrando os conceitos gerais empregados e os modelos estruturais tratados pelo CAD/TQS. Outros manuais importantes para uso do sistema serão citados ao longo deste manual. 1.1. Responsabilidade do engenheiro Nos sistemas CAD/TQS, insistimos na tese de responsabilidade do engenheiro: Se sistemas computacionais fizessem projeto, não precisaríamos de engenheiros. Isto, entretanto não acontece. Este sistema, como os demais CAD/TQS, funciona apenas como uma ferramenta de trabalho a serviço do engenheiro, e o ajudará na produção de projetos, que serão tão bem elaborados quanto for o trabalho de concepção e análise desenvolvido por ele. A mera produção de desenhos de detalhamento de concreto pelo computador não implica em um projeto tecnicamente correto. Os sistemas CAD/TQS não tomam decisões de engenharia, e não ensinam a fazer projeto. Por ser responsável pela realização do projeto, o engenheiro é obrigado a validar tanto os dados de entrada quanto os resultados obtidos, usando todos os recursos à sua dispo- sição. Os sistemas CAD/TQS em hipótese alguma geram o detalhamento completo da estrutura. Isto significa que, além de validar os resultados, o engenheiro deverá decidir a necessidade de alterar o detalhamento já gerado e/ou incluir novas armaduras para garantir o funcionamento correto da estrutura, dentro das especificações de projeto.
  • 4. 2 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 Para atender diferentes critérios de cálculo usados por escritórios de projeto estrutural em todo o Brasil, os sistemas CAD/TQS podem ser adaptados pelo engenheiro, com a definição de critérios próprios às suas necessidades. Assim, uma mesma estrutura pode ser calculado de maneiras diferentes, produzindo resultados diferentes. Os critérios dis- poníveis no sistema atendem de uma maneira geral aos bons princípios de engenharia aplicados a determinados tipos de projeto podendo ou não estar de acordo com as nor- mas técnicas, dependendo dos valores definidos pelo engenheiro. Antigamente, a norma brasileira era considerada como uma diretriz a ser seguida, não obrigatória. Com a entrada em vigor do Código de Defesa do Consumidor (CDC), as normas passam a valer como um "padrão mínimo" de referência, tornando-se obrigató- rias. Se você deseja evitar problemas futuros, modifique os critérios em uso, defina dados e modelos estruturais em acordo com a NBR6118 e outras normas em vigor. A definição de critérios não é feita automaticamente pelo sistema. O engenheiro deve se conscientizar dos critérios em uso pelo sistema através da leitura dos manuais e da verificação das listagens de processamento. A utilização deste sistema deverá ser feita exclusivamente sob controle de um enge- nheiro experiente.
  • 5. Conceitos 3 2. Conceitos Vamos explicar em detalhes os principais conceitos do CAD/TQS. 2.1. Segurança e Qualidade Podemos ressaltar alguns pontos importantes para alcance da qualidade final do projeto: 2.1.1. Tecnologia nacional Os sistemas CAD/TQS são produtos desenvolvidos de acordo com as técnicas e proce- dimentos usuais da engenharia estrutural brasileira, tanto sob o ponto de vista de Nor- mas Técnicas de concreto armado e protendido como dos conceitos e critérios de proje- to normalmente empregados pelas empresas nacionais. 2.1.2. Controle do modelo estrutural O modelo estrutural a ser adotado para a obtenção dos esforços solicitantes nos elemen- tos estruturais não é uma prerrogativa do sistema. Concreto armado é um material hete- rogêneo, moldado no local e de comportamento não linear. Para adequação do modelo estrutural ao comportamento real da estrutura de concreto, o próprio engenheiro proje- tista tem total liberdade e condições de selecionar o modelo estrutural desejado, desde a viga contínua simplesmente apoiada até o pórtico espacial tridimensional. Em capítulos subseqüentes deste manual abordaremos com mais detalhes os diversos modelos dispo- níveis nos sistemas CAD/TQS. 2.1.3. Economia de materiais Devido às inúmeras possibilidades de simulações de alternativas de soluções estrutu- rais, às diversas possibilidades de modelagem estrutural e às centenas de critérios dis- poníveis o engenheiro projetista pode assegurar a elaboração do projeto com um grau de detalhamento e requinte de tal forma que ele possa atender aos quesitos de segurança com um consumo mínimo de materiais. 2.1.4. Confiabilidade A confiabilidade dos sistemas é garantida através das milhares de instalações dos siste- mas que, diariamente, estão sendo utilizadas na tarefa de elaboração de projetos estrutu- rais. Milhares de testes catalogados, inúmeros projetos já desenvolvidos e a qualifica- ção técnica dos clientes é que garantem a confiabilidade nos resultados obtidos.
  • 6. 4 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 2.1.5. Validação de resultados Para o controle total das diversas fases do projeto, o CAD/TQS emite, passo a passo, para cada etapa, informações detalhadas através de relatórios e/ou gráficos. Assim, o engenheiro tem plenas condições para analisar, criticar, verificar, comparar e validar os resultados emitidos. Memorial de cálculo conciso também é emitido. 2.1.6. Qualidade de desenhos Devido à capacidade de configuração de atributos aos elementos de desenho (espessu- ras, cores, hachuras, estilos etc.) e de fonte de caracteres, os desenhos finais produzidos pelo CAD/TQS tanto de forma como de armação alcançam a qualidade de representa- ção desejada. 2.1.7. Equipe técnica Os profissionais da TQS são especializados em engenharia de estruturas e dedicados exclusivamente ao desenvolvimento, comercialização, testes e suporte técnico dos sis- temas. A qualificação técnica da equipe e o seu envolvimento nestas tarefas são uma excelente garantia do sucesso na implantação dos sistemas no cliente. 2.2. Produtividade Podemos destacar os principais conceitos empregados: 2.2.1. Dados de entrada e resultados Os sistemas captam as informações estruturais no mais alto nível (geometria e carga apenas) e produzem desenhos finais de engenharia (forma e armação). A definição cen- tralizada da estrutura de concreto armado numa base de dados única faz com que qual- quer alteração no projeto original se reflita, de forma automática, em todos os elemen- tos estruturais. Modificações no projeto arquitetônico deixam de ser um ônus para o projetista, sendo facilmente assimilados pelos sistemas CAD/TQS. 2.2.2. Critérios de projeto e desenho Cada projetista tem o seu modo particular de cálculo de esforços e detalhamento de armaduras. Como o sistema computacional é o mesmo para todos os projetistas, cria- mos uma extensa lista de critérios de projeto que permite a adequação do cálculo de esforços solicitantes e detalhamento final dos desenhos de armação à prática usual de projeto do projetista. Esta é a garantia da automação na produção de desenho.
  • 7. Conceitos 5 Portanto, basta “calibrar” estes critérios as necessidades de cada um que os desenhos finais de engenharia serão emitidos conforme o desejo e a necessidade de cada projetis- ta. Quanto maior o número de critérios, maior a possibilidade do desenho ser produzido de forma automática atendendo aos requisitos de projeto. Esquematicamente temos: GEOMETRIA CARREGAMENTOS CAD/Vigas .18 .23 1.25 C=5.41 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 Embora, a primeira vista, haja alguma dificuldade em entender, configurar e adequar convenientemente estes critérios, esta é uma das maiores qualidades dos sistemas CAD/TQS para a automação de desenhos. Outro ponto importante também é o de que estes critérios incorporam um grande grau de conhecimento sobre a arte de fazer proje- tos estruturais. 2.2.3. Editor gráfico próprio O engenheiro estrutural trabalha e produz, basicamente, desenhos de engenharia. A prancheta tradicional foi substituída pelo microcomputador. A ferramenta de software, necessária para a produção de um desenho na tela do computador é o editor gráfico interativo. Diversos editores gráficos internacionais estão disponíveis no nosso país, entretanto, estes editores não são orientados e dirigidos a engenharia estrutural. A TQS disponibiliza nos seus sistemas, um programa próprio de edição gráfica, ofere- cendo ao projetista a vantagem competitiva de poder tanto lançar, analisar, dimensionar e detalhar elementos estruturais, como também, realizar o desenho completo final, aca- bado, das formas e armaduras. Este editor gráfico é um programa específico, prático, objetivo e orientado com coman- dos para as tarefas corriqueiras da engenharia estrutural. Desenvolvido por engenheiros civis da TQS tem a sua documentação em português com exemplos práticos de utiliza- ção na engenharia estrutural.
  • 8. 6 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 Para cada aplicação (formas, vigas, pilares, lajes, armação etc.) temos uma versão do editor com os comandos que mais se adequam as necessidades desta aplicação. Esta é também, uma das maiores razões da produtividade dos sistemas CAD/TQS, pois num mesmo ambiente gráfico, o engenheiro estrutural realiza todas as suas tarefas de forma rápida e objetiva. O editor gráfico TQS tem total compatibilidade com os editores gráficos internacio- nais. 2.3. Generalidade A procura da abrangência da solução do projeto estrutural envolve: 2.3.1. Generalidade geométrica Este é um importante aspecto a ser abordado por um sistema para a engenharia estrutu- ral, pois é muito fácil desenvolver um sistema simples de se utilizar, mas, entretanto, sua abrangência é limitadíssima. A abrangência dos elementos tratados pelo CAD/TQS envolve: geometria qualquer da forma, vigas retas, vigas curvas, pilares retangulares, pilares de seções quaisquer, lajes retangulares, poligonais, lajes planas, nervuradas, protendidas, vigas de seção variável no vão, rebaixo em lajes, vigas protendidas, funda- ção em “radier”, capitéis, armação de elementos especiais etc. 2.3.2. Lajes convencionais, nervuradas, planas e protendidas Além das lajes tratadas convencionalmente (isoladas, momentos negativos equilibrados, contorno indeformável), o CAD/TQS trata também lajes com grandes vãos, através do modelo integrado do pavimento, considerando a ação conjunto das lajes, vigas e pilares. Assim, são equacionadas e resolvidas as lajes nervuradas, lajes planas com ou sem ca- pitéis, lajes protendidas, lajes com rebaixos em determinadas regiões etc. 2.3.3. Elementos especiais Além dos sistemas automatizados para cálculo de solicitações, dimensionamento, deta- lhamento e desenho para os elementos estruturais (vigas, lajes, pilares, sapatas e blo- cos), a TQS dispõe também de um sistema específico para a automação dos desenhos de armação quaisquer, permitindo ao projetista utilizar o computador para a produção de todos os seus desenhos. O CAD/AGC opera de forma integrada ou independente dos demais sistemas TQS. Ele pode ser utilizado em obras especiais tais como: pontes, galerias, caixa d’água, escadas, muros de arrimo, fundações especiais, pré-moldados etc.
  • 9. Conceitos 7 2.3.4. Vigas protendidas Permite a modelagem gráfica interativa da geometria, cargas, cabos etc. Realiza o cál- culo da envoltória das solicitações e deformações para qualquer carga móvel (trem- tipo) atuando e/ou esforços externos aplicados. Calcula as perdas de protensão imedia- tas e ao longo do tempo, verifica tensões normais, fissuração, dimensiona ao cisalha- mento e flexão no E.L.U. A seção transversal pode ser de qualquer formato. Apresenta todos os resultados graficamente e completa memorial de cálculo. 2.3.5. Alvenaria Estrutural Faz o cálculo de solicitações, dimensionamento, detalhamento e desenho para projetos de edifícios em alvenaria estrutural não armada de blocos vazados de concreto. A en- trada de dados, os resultados intermediários e finais são totalmente gráficos. 2.4. Conceitos: Integração Desde as primeiras versões do CAD/TQS, os conceitos abaixo foram obedecidos: 2.4.1. Arquitetura Visando alcançar maior produtividade, o CAD/TQS permite o lançamento dos elemen- tos da forma de concreto diretamente sobre as plantas de arquitetura geradas por outros sistemas CAD através de arquivos com o formato DXF. Os desenhos produzidos pelo CAD/TQS também são convertidos para a base DXF e remetidos ao arquiteto para a realização da integração de projetos sem a necessidade de novas alimentações de dados. 2.4.2. Instalações Similarmente ao que ocorre com o arquiteto, existe a total integração com projetistas de instalações: os arquivos contendo os desenhos de formas são transferidos para os proje- tistas de instalações para desenvolvimento do projeto final executivo. 2.4.3. Construção Já que todos os arquivos referentes ao projeto estrutural estão armazenados de forma digital nos sistemas CAD/TQS, eles podem ser transferidos para a construção propria- mente dita sem a necessidade de realimentação de dados. Os arquivos da planta de for- mas são transferidos para o sistema TQS - CAD/Madeira que realiza o projeto executi- vo da forma de madeira. Os arquivos de armaduras (tabelas de ferros) são transferidos para o sistema TQS - CORBAR que realiza o planejamento, produção e otimização de corte das barras de aço.
  • 10. 8 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 2.5. Suporte Técnico Para o pleno aproveitamento das características dos sistemas a TQS oferece: 2.5.1. Documentação A documentação é produzida pelos próprios engenheiros desenvolvedores dos sistemas. Está disponível extensa documentação abrangendo todos os tópicos dos sistemas. Ma- nuais: Instalação e Teste, Comandos e Funções, Teórico, Fornecimento de Dados, Cri- térios de Projeto, Exemplos Passo a Passo, Editores Gráficos etc. 2.5.2. Suporte Técnico – Treinamento O suporte técnico e o treinamento são fornecidos por engenheiros especializados e que elaboram projetos estruturais reais. O treinamento geral é realizado através de cursos previamente agendados no Centro de Treinamento TQS em São Paulo e em diversas capitais do país. O treinamento individual está disponibilizado para o atendimento es- pecífico às necessidades do projetista. O suporte técnico é realizado através de telefone, fax, modem, e-mail etc. 2.6. Competividade Aliando os principais conceitos e características dos sistemas CAD/TQS abordadas neste capítulo a normalização e metodologia para elaboração dos projetos estruturais em nosso país, chegamos a conclusão que os sistemas CAD/TQS oferecem aos projetis- tas àqueles objetivos originalmente propostos, isto é, as melhores condições técnicas, comerciais, prazos e competitividade para a produção de projetos. É com vistas nestes conceitos e diretrizes que todo o sistema CAD/TQS foi desenvolvi- do.
  • 11. Entendendo os sistemas CAD/TQS 9 3. Entendendo os sistemas CAD/TQS Vamos examinar a filosofia geral dos sistemas CAD/TQS de dimensionamento, deta- lhamento e desenho para entender como é a interface entre o CAD/Formas e os demais sistemas. Estes sistemas são o CAD/Vigas, CAD/Pilar, CAD/Lajes e CAD/Fundações. 3.1. Integração Como o próprio nome diz, o CAD/TQS é um sistema integrado, composto por diversos subsistemas. Os principais subsistemas do CAD/TQS são (com a correspondência do elemento estrutural a tratar): CAD/Formas – Planta de formas CAD/Vigas – Detalhamento de vigas CAD/Pilar – Detalhamento de pilares CAD/Lajes – Detalhamento de lajes CAD/Fundações – Detalhamento de sapatas e blocos CAD/AGC&DP – Desenho de elementos especiais CAD/ALVEST – Detalhamento de alvenaria estrutural Até o presente momento, há uma total integração entre os sistemas de formas, vigas, pilares e lajes. Por uma questão filosófica, o sistema de fundações ainda não está inte- grado automaticamente aos demais sistemas. Os sistemas de formas, vigas, pilares, lajes, fundações e alvenaria, fazem o cálculo de solicitações, dimensionamento, detalhamento e desenhos dos elementos estruturais. O sistema CAD/AGC&DP realiza apenas o desenho de elementos estruturais, mas, de forma mais abrangente, pois ele pode detalhar qualquer tipo e forma de elemento estru- tural. Os sistemas de vigas, pilares, fundações e alvenaria podem ser utilizados independen- temente de outros sistemas. Não é necessário realizar o fornecimento da planta de for- mas para o cálculo de uma viga isolada ou de um pilar. Já o sistema de lajes necessita da entrada da planta de formas. Evidentemente que, se já tiver sido fornecida a planta de formas com sua geometria e carregamentos, todos os dados estarão automaticamente à disposição para o detalha- mento de vigas, pilares e lajes.
  • 12. 10 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 3.2. Processamento Neste capítulo serão apresentados os conceitos básicos de processamento dos sistemas CAD/TQS. 3.2.1. Processamento por lotes Todos os sistemas processam sempre um lote de informações por vez, usando uma pas- ta1 para cada lote. Em cada sistema, um lote significa: CAD/Formas A planta de formas de um pavimento CAD/Lajes As lajes de um pavimento CAD/Vigas As vigas de um pavimento CAD/Pilar Os pilares de um edifício CAD/Fundações As fundações de um edifício CAD/AGC & DP Uma lista de desenhos genéricos Em todos os sistemas, um lote é identificado por um número de 4 dígitos, chamado de número de projeto. Este número é arbitrado pelo projetista, devendo ser diferente para plantas de um mesmo edifício. 3.2.2. Organização de pastas Os dados de projeto são distribuídos em pastas diferentes, conforme o uso. O programa organiza automaticamente as pastas de trabalho a partir da definição do edifício. Quan- do você está numa pasta pertencente a um edifício, dizemos que estamos no contexto do edifício. Neste contexto, o gerenciador sabe quais os arquivos de entrada de todos os programas. No painel esquerdo do gerenciador, existe um controle em forma de árvore que mostra as pastas do edifício. Você pode entrar nas diversas pastas do edifício selecionando a pasta desejada com o mouse. 1 A partir do Windows 95, a Microsoft alterou o termo diretório para pasta. Seguiremos a notação deste sistema.
  • 13. Entendendo os sistemas CAD/TQS 11 Veja na figura os edifícios TESTE9 e TESTEPLA. Os ramos da árvore representam pastas de trabalho do edifí- cio. Na pasta "Espacial", processamos somatória de cargas do edifício e pórtico espacial. Nas pastas "Pilares" e "Fundações" são feitos os respec- tivos projetos de pilares e de fundações. A pasta "Gerais" é uma pasta de trabalho, e pode ser usada para outros desenhos ou geração de plotagem. As pastas "TPCX", "CMAQ" e outras representam pavimentos do edifício TESTEPLA. Nestas pastas são processadas plantas de formas, lajes e grelhas. Nas sub-pastas "Vi- gas" é feito o projeto de vigas do pavimento correspondente. No próximo capítulo, mostraremos quais as pastas efetivamente usadas pelo edifício. Antigamente, os sistemas CAD/TQS não trabalhavam em contexto de edifício, e o pro- jetista definia manualmente as pastas de trabalho. Este modo de trabalho ainda é possí- vel no gerenciador. 3.3. O CAD/Formas A entrada de dados de toda a edificação passa pelo CAD/Formas. Toda a geometria e carregamentos dos elementos de vigas, pilares e lajes são introduzidos através do CAD/Formas pelo programa Modelador Estrutural. Então, as principais funções do CAD/Formas são: Armazenar a base de dados da edificação. Gerar o desenho preliminar da planta de formas. Extrair e transferir informações para os sistemas de vigas, pilares e lajes. Extrair e transferir informações para os sistemas de grelha e pórtico espacial. Emitir relatórios com quantitativos de materiais e processamento realizado. Fazer a interface com projeto de arquitetura e instalações. Permitir o acabamento final da planta de formas. Esquematicamente, temos:
  • 14. 12 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Formas .18 .23 1.25 C=5.41 V401 13/55 P1 P2 PLANTA DE FORMAS CRITERIOS 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 PLANTA DE FORMAS DADOS DE VIGAS DADOS DE LAJES DADOS DE GRELHA DADOS DE PORTICO P1 P2 P3 P4 P5 P6 DADOS DE PILARES Veja que a saída do CAD/Formas (dados de geometria e carregamento) é a entrada do demais sistemas. Agora, em caso de alteração de uma planta de formas, basta reproces- sar a planta para obter uma nova entrada de dados para os demais elementos estruturais. 3.4. O CAD/Vigas Na pasta de vigas de um pavimento, o CAD/Vigas lerá dois arquivos de entrada: o de dados, com geometria e carregamentos de todas as vigas do pavimento, e o de critérios. Depois de processar análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho, teremos como resultado uma série de desenhos de armação e de listagens, que serão o memorial de cálculo: GEOMETRIA CARREGAMENTOS CAD/Vigas .18 .23 1.25 C=5.41 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5
  • 15. Entendendo os sistemas CAD/TQS 13 É trabalhoso entrar com dados de vigas diretamente. Para cada viga, precisaremos de- terminar exatamente o comprimento dos vãos e a largura dos apoios, que dependerão da projeção da viga sobre os pilares de apoio. Os carregamentos nas vigas virão pelo me- nos de 3 lugares diferentes: o peso próprio, as cargas de alvenaria e as cargas distribuí- das pelas lajes. É preciso distribuir a carga das lajes viga por viga, por processo simpli- ficado e montar um gabarito, resumindo todas as informações por viga, para facilitar a entrada de dados do programa. O que acontecerá se uma pequena alteração na planta de formas, causar alteração na geometria das vigas e/ou redistribuição de cargas? Simplesmente, teremos que revisar e refazer a entrada de dados de vigas! 3.4.1. Processando vigas a partir do CAD/Formas A entrada de dados de uma planta de formas representa um nível de informação acima das vigas. A planta de formas conhece o formato dos pilares em planta, o contorno e o carregamento das lajes. A planta de formas pode ser definida graficamente, sobre uma planta de arquitetura, através do Modelador Estrutural. Como resultado do processamento de uma planta de formas, o CAD/Formas irá: • Determinar a geometria das vigas, comprimento de vãos e apoios; • Distribuir as cargas das lajes para as vigas pelo processo de linhas de rupturas; • Determinar as cargas atuantes em cada viga; • Montar o arquivo de dados de vigas (nnnn.DAT) pronto para processamento de vi- gas, na pasta correspondente de vigas. LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Formas GEOMETRIA CARREGAMENTOS .18 .23 1.25 C=5.41 V401 13/55 P1 P2 PLANTA DE FORMAS CRITERIOS DE VIGAS
  • 16. 14 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 Veja que a saída do CAD/Formas é a entrada do CAD/Vigas. Agora, em caso de altera- ção de uma planta de formas, basta reprocessar a planta para obter uma nova entrada de dados para o CAD/Vigas. 3.4.2. Independência do CAD/Vigas O CAD/Vigas não diferencia se os dados para processamento foram digitados ou gra- vados automaticamente pelo CAD/Formas. Em qualquer etapa do projeto, desde que saiba o que está fazendo, você pode alterar carregamentos, geometria e/ou critérios e reprocessar as vigas de um pavimento, independentemente das demais. Isto permite que você modifique o modelo estrutural para um caso particular, e adeque melhor o projeto em casos não cobertos pelo sistema. 3.5. O CAD/Pilar A filosofia do CAD/Pilar é semelhante à do CAD/Vigas. O CAD/Pilar lerá arquivos de entrada descrevendo a geometria e carregamentos, o arquivo de critérios, e após as eta- pas de análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho chegaremos aos desenhos de armação de pilares e as listagens / memoriais de cálculo: LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Pilar CRITERIOS GEOMETRIA CARREGAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 6 280 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 7 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 7 280 P3 P4 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 Você pode alimentar o CAD/Pilar independentemente de qualquer outro sistema, levan- tando manualmente as reações de vigas ao longo do edifício, e entrando estas informa- ções pilar por pilar, lance a lance. Defina também a geometria dos pilares, carregamen- tos de vento, combinações e critérios. O CAD/Pilar é rico em critérios e modelos de cálculo.
  • 17. Entendendo os sistemas CAD/TQS 15 3.5.1. Interface do CAD/Formas com o CAD/Pilar O CAD/Formas constrói o arquivo para processamento de pilares com toda a geometria e os carregamentos. Para poder gerar dados de geometria para pilares, precisaremos informar ao sistema como é constituído o edifício: pavimentos, cotas, pé-direito etc. Esquematicamente, o CAD/Formas criará pastas de trabalho para cada pavimento, para vigas, pilares etc. FUNDACAOESPACIAL PILAR GERAIS TERREO TIPO COBER VIGAS EDIFICIO VIGAS VIGAS EXEMPLO Cada pavimento deve ser completamente definido e processado. Para poder gerar as reações de apoio das vigas nos pilares, precisaremos processar, com o CAD/Vigas, pelo menos os esforços solicitantes nas vigas de cada pavimento. Depois disto, um proces- samento transferirá dados para o CAD/Pilar. CARREGAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 DE PILARES GEOMETRIA E CAD/Formas CAD/VigasCAD/Formas EDIFICIO INTERFACE CAD/Pilar FUNDACAO SUBSOLO TERREO TIPO ATICO GEOMETRIA REACOES
  • 18. 16 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos determinados automaticamente pelo CAD/Formas. Assim como no CAD/Vigas, o CAD/Pilar não diferencia dados gravados pelo CAD/Formas de dados definidos manualmente. Você pode alterar geometria, carrega- mentos e critérios de projeto se necessário, para melhor adequação do modelo de cálcu- lo. 3.6. Cálculo de lajes por processo simplificado Ao contrário dos sistemas de vigas e pilares, o CAD/Lajes trabalha diretamente sobre a planta de formas definida através do CAD/Formas, e depende desta para o cálculo. O cálculo de lajes é feito na mesma pasta da planta de formas. O cálculo de lajes por processo simplificado é voltado para lajes de pequenas dimen- sões e de comportamento conhecido. O sistema arma as lajes por processo de ruptura ou elástico, através de consulta a tabelas de cálculo de lajes retangulares. As hipóteses simplificadoras são gravadas inicialmente pelo CAD/Formas em um arquivo tipo .LAJ, devendo ser analisadas e modificadas pelo projetista. LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO PLANTA DE FORMAS CRITERIOS CAD/Lajes 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 ARMACAO DE LAJES HIPOTESES SIMPLIFICADORAS ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 O sistema detalha automaticamente lajes retangulares, e permite o detalhamento intera- tivo de lajes de formato qualquer.
  • 19. Entendendo os sistemas CAD/TQS 17 3.7. Cálculo do pavimento por grelhas O CAD/Formas permite montar a partir da planta de formas, os modelos estruturais: • Grelha de vigas, com cargas das lajes por processo simplificado. • Grelha de vigas e lajes planas discretizadas. • Grelha de vigas e lajes nervuradas, a partir do lançamento das formas de nervuras. • Modelo misto de barras e elementos finitos de placas, dentro de certos limites de geração. As grelhas com lajes discretizadas podem receber refinamentos através de um editor gráfico orientado. PLANTA DE FORMAS CRITERIOS 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 1/.1c.268 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 GRELHA-TQSESFORCOS NA GRELHA MIX Grelha-TQS A análise, visualização e transferência de esforços é feita dentro de um módulo deno- minado Grelha-TQS. Alternativamente, a grelha de barras ou elementos de placas pode ser processada pelo Mix. O resultado do processamento de grelha será um arquivo de esforços solicitantes. O detalhamento de lajes calculadas por processo de grelha ou elementos finitos, é feito através do Editor de Esforços e Armaduras, dentro do CAD/Lajes. 3.8. Cálculo do edifício por pórtico espacial O modelo do pórtico espacial pode ser gerado automaticamente depois de definidas todas as plantas do edifício:
  • 20. 18 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 GERACAO DO PORTICO PORTICO-TQSCARREGAMENTOS HORIZONTAIS E VERTICAIS ESFORCOS DE Portico-TQS CRITERIOS CARREGAMENTOS A geração, análise, visualização e transferência de esforços do pórtico é feita partir do Pórtico-TQS. Anteriormente à versão 9 dos sistemas CAD/TQS, era preferível detalhar vigas e pila- res com esforços horizontais devido a vento vindos do pórtico, e esforços verticais cal- culados por modelagem de grelha. A partir da versão 9, onde o pórtico espacial ganhou inúmeras capacidades para realizar a análise de solicitações devido a cargas verticais e horizontais simultâneamente, este modelo se tornou o mais indicado para a análise. 3.9. O CAD/Fundações O CAD/Fundações hoje não tem integração direta com o CAD/Formas2 . Defina a geo- metria e os carregamentos nas fundações, em uma pasta separada, para fazer o dimensi- onamento, detalhamento e desenho: 2 Apesar disto, o CAD/Formas tem um menu no editor gráfico para desenho de formas de fundações.
  • 21. Entendendo os sistemas CAD/TQS 19 GEOMETRIA CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Fundacoes CARREGAMENTO 85 55 39 P2 C/13 2X 38 P4 C/13 40P1C/12 2X39P3C/12 39 P2 C/13 2020 30 30 505 R=6 40P1C/12 20 3030 475 R=6 515 4854075 4075 S1=S2 450 20 47 40 P1 P2 P3 40 P1 ø 16 C/12 C=560 2X39 P3 ø 8 C/12 C=40 39P2ø16C/13C=530 2X38P4ø8C/13C=40 8P5ø20C=470 44 P6 ø 6.3 C/20 C=187 Para definir o carregamento nas fundações, você pode usar como base o relatório geral de cargas gerado pelo CAD/Formas ou o resumo de cargas nas fundações gerado pelo Pórtico-TQS. 3.10. Compatibilidade com o sistema Mix  O Mix é um versátil sistema de análise de estruturas reticuladas, desenvolvido pela Pinheiro Medeiros Informática, que faz interface direta com o GRELHA-TQS. Você pode usar o Mix com duas finalidades: • Como uma alternativa na manipulação e processamento da grelha gerada pelo CAD/Formas. O Mix é compatível com o formato gerado pelo CAD/Formas, e o CAD/Formas lê os esforços calculados pelo Mix. • Para o processamento de grelhas que além de barras, tenham discretização de e- lementos finitos de placa. Os resultados do Mix podem ser transferidos para o di- mensionamento e detalhamento de lajes através do CAD/Lajes. O Editor de Gre- lhas permite construir um modelo lajes discretizado por placas. 3.11. Geração de grelhas para projeto com proten- são Nos projetos com detalhamento à protensão, o sistema de detalhamento espera certas combinações de carregamento padronizadas, definidas na norma NBR-8681. Na versão atual do sistema, a simples separação de cargas permanentes e acidentais no CAD/Formas, já permite a geração automática das combinações de protensão.
  • 22. 20 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 Embora o menu de critérios e carregamentos de protensão faça parte do GRELHA- TQS, não será descrito aqui. Para maiores detalhes, veja o manual "CAD/Lajes Proten- didas - Critérios de Projeto". 3.12. Processamento global do edifício Todos os processamentos dos sistemas CAD/TQS podem ser realizados individualmen- te. Assim, podemos processar apenas a grelha de um pavimento diversas vezes até dar por definidos os esforços solicitantes, os deslocamentos e as dimensões dos elementos estruturais. Desse modo, para todos os subsistemas e todas as plantas de formas de um edifício, teremos que realizar inúmeros processamentos individuais. Para facilitar o trabalho do projetista, foi criado no CAD/TQS um comando especial, denominado pro- cessamento GLOBAL. Para entender melhor este comando, considere um edifício onde as plantas de formas já foram definidas graficamente. Vamos listar as principais etapas para processar completamente o edifício, excetuando-se as fundações: Para cada pavimento do edifício: • Processar a planta de formas • Processar esforços verticais por grelha, dependendo do modelo, e transferir es- forços para vigas e lajes. • Processar lajes, por processo simplificado, ou com resultados do modelo de grelha. • Processar o pórtico espacial, dependendo do modelo, e transferir esforços para vigas e pilares. Para cada pavimento do edifício: • Processar as vigas do pavimento. • Gerar o resumo geral de cargas e gravar arquivo de dados de pilares. • Processar pilares. É extremamente importante que cada uma destas etapas seja feita individualmente, com verificação cuidadosa da modelagem e dos resultados. Mas, quando se deseja processar todo o edifício apenas para obter ordens de grandeza e/ou índices, esta verificação pode não ser imediatamente necessária, e o processamento completo, passo a passo, se torna trabalhoso. O comando Processamento Global é acionado como abaixo:
  • 23. Entendendo os sistemas CAD/TQS 21 O comando "Processamento global" permite passar por todas as etapas do processa- mento do edifício atual de maneira automática. O sistema preenche os quadros de processamento de pórtico e grelha, de acordo com o modelo estrutural definido. Você pode marcar e/ou desmarcar, sob seu controle, as op- ções do quadro acima. Atenção: o processamento global regera dados e modelos para processamento, chegando até os dese- nhos de armação. Você deve ter cuidado para não perder arquivos e/ou desenhos previamente editados. Recomendamos sempre a utilização deste comando de Processamento Global.
  • 24. 22 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 4. Modelos estruturais O modelo estrutural, uma abstração da estrutura real, é definido e controlado pelo en- genheiro. Com os sistemas CAD/TQS, o engenheiro constrói o seu modelo lançando elementos estruturais, fixando critérios e dados de projeto e acionando programas de cálculo. Apresentaremos aqui, apenas uma visão global sobre os modelos tratados pelo CAD/TQS, considerando os efeitos das cargas verticais e horizontais, as diversas ori- gens de solicitações (vigas, lajes isoladas, grelha, elementos finitos e pórtico espacial) e a integração prática dos modelos de vigas e/ou grelhas com o pórtico espacial. Em cada manual específico (vigas, grelha, pórtico etc) são descritos, detalhadamente, os critérios e como são montados os modelos automaticamente (apoios, inércias a flexão, torção, diafragmas rígidos, vínculos elásticos, carregamentos etc). Utilizaremos as abreviações: CV – Carga Vertical e CH – Carga Horizontal. As car- gas verticais podem ser permanentes e/ou acidentais. Outros tipos de cargas poderão fazer parte do modelo, tais como: cargas térmicas, retração, protensão, recalques etc. Nesta apresentação estamos tratando apenas as CV e CH para efeitos de visão geral dos modelos. Eis alguns possíveis modelos tratados pelos sistemas CAD/TQS. 4.1. Lajes / CV - Processo Simplificado / Ao contrário dos sistemas de vigas e pilares, o CAD/Lajes trabalha diretamente sobre a planta de formas definida através do CAD/Formas, e depende desta para o cálculo. O cálculo de lajes é feito na mesma pasta da planta de formas. O cálculo de lajes por processo simplificado é voltado para lajes de pequenas dimen- sões e de comportamento conhecido. O sistema arma as lajes por processo de ruptura ou elástico, através de consulta às tabelas de cálculo de lajes retangulares. As hipóteses simplificadoras são gravadas inicialmente pelo CAD/Formas, devendo ser analisadas e modificadas pelo projetista. O modelo das lajes não considera as cargas horizontais (conforme prescrições de Nor- ma).
  • 25. Modelos estruturais 23 LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO PLANTA DE FORMAS CRITERIOS CAD/Lajes 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 ARMACAO DE LAJES HIPOTESES SIMPLIFICADORAS ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 O sistema detalha automaticamente lajes retangulares, e permite o detalhamento intera- tivo de lajes de formato qualquer. 4.2. Lajes / CV - Grelha ou Elementos Finitos / As lajes podem ser calculadas considerando o efeito conjunto de todas as vigas, lajes e pilares do pavimento trabalhando solidariamente. Este cálculo é feito pelo programa de grelha e/ou elementos finitos. O modelo das lajes não considera as cargas horizontais (conforme prescrições de Nor- ma). O programa do CAD/Lajes que faz o detalhamento destas armaduras a partir dos esfor- ços de grelha e/ou elementos finitos é o Editor de Esforços e Armaduras.
  • 26. 24 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 PLANTA DE FORMAS CRITERIOS CAD/Lajes 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 ARMACAO DE LAJES ESFORCOS DE CARR VERTICAIS PARA LAJES EDITOR DE ESFORCOS E ARMADURA ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 4.3. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH igual a zero / As vigas podem ter suas solicitações calculadas como se fossem vigas contínuas isola- das – processo simplificado. Neste caso, as cargas das vigas são aquelas lançadas sobre as vigas diretamente e as provenientes das lajes (processo de distribuição de cargas pelo método de ruptura ou “telhado”). A ligação da viga com os pilares pode ser feita por dois processos distintos originando dois modelos parecidos: • Viga contínua com apoios articulados e/ou engastados (nós extremos) • Viga contínua considerando a presença e rigidez dos pilares superiores e inferio- res (pórtico H indeslocável na horizontal)
  • 27. Modelos estruturais 25 Para ambos os modelos de vigas os momentos fletores nos pilares são considerados para o seu dimensionamento. Plastificações nos apoios negativos são permitidos em ambos os casos. A seleção do modelo de vigas (articulado ou pórtico H) é feita através de um critério de projeto do CAD/Formas. Na pasta de vigas de um pavimento, o CAD/Vigas lerá dois arquivos de entrada: o de dados, com geometria e carregamentos de todas as vigas do pavimento, e o de critérios. Depois de processar a análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho, teremos como resultado uma série de desenhos de armação e de listagens, que serão o memorial de cálculo: GEOMETRIA CARREGAMENTOS CAD/Vigas .18 .23 1.25 C=5.41 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte AA V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 4.4. Vigas / CV - Proc. Simplificado / CH – Pórtico / Quando a viga participa de um pórtico e está sendo solicitada para a resistência a cargas horizontais da edificação, é necessário considerar estes efeitos na obtenção das solicita- ções finais. Este é um caso bastante comum para vigas mesmo que calculadas pelo pro- cesso simplificado (como apresentado acima).
  • 28. 26 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 Em geral, estes efeitos devido a cargas horizontais são originários do cálculo de pórtico espacial. O CAD/Formas já monta o pórtico espacial e os seus carregamentos automati- camente e obtém os efeitos nas vigas. Este é um modelo em que as cargas verticais são calculadas como vigas e as cargas horizontais são calculadas como pórtico espacial. Neste caso, a entrada de dados de vigas poderá ser composta por: GEOMETRIA CAD/Vigas .18 .23 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ESFORCOS DE CARREGAMENTOS HORIZONTAIS EM VIGAS EM VIGAS CARREGAMENTOS VERTICAIS PORTICO VIGAS ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 Embora este modelo seja bastante utilizado, a partir da versão 9 dos sistemas CAD/TQS, é preferível detalhar vigas e pilares com esforços verticais e horizontais devido ao vento vindos da análise do pórtico espacial. Mesmo que a laje tenha sido calculada, para as cargas verticais, pela modelagem de grelha, as reações das lajes nas vigas são transferidas ao pórtico espacial simulando assim um melhor comporta- mento das lajes em conjunto com as vigas e plastificações. É o item que veremos a se- guir.
  • 29. Modelos estruturais 27 4.5. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH igual a zero / As vigas podem ser calculadas considerando o efeito conjunto de todas as vigas, lajes e pilares do pavimento trabalhando solidariamente. Este cálculo é feito pelo programa de grelha e/ou elementos finitos. Neste modelo de grelha podemos considerar plastifica- ções de vigas em pilares e de lajes em vigas. Sem cargas horizontais, o diagrama de processamento será: GEOMETRIA CAD/Vigas .18 .23 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ESFORCOS DE CARR VERTICAIS PARA VIGAS ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 GRELHA As reações de apoio da grelha também são transferidas para as vigas. Isto significa que na interface com o CAD/Vigas, as reações de apoio transferidas levarão em considera- ção se o pavimento foi calculado por vigas contínuas ou grelha. Você pode manter mo- delos diferentes de cálculo para pavimentos diferentes. 4.6. Vigas / CV - Grelha ou Elem. Finitos / CH - Pórti- co / Quando a viga participa de uma grelha e/ou elementos finitos e também participa de um pórtico para a resistência de cargas horizontais, o nosso diagrama anterior de processa- mento de vigas se modificará, com a inclusão de mais um arquivo de entrada, o de es- forços devido às cargas horizontais. Neste caso, a viga considerará esforços devido a cargas verticais a partir da grelha e esforços devido a cargas horizontais a partir do pórtico espacial.
  • 30. 28 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 GEOMETRIA CAD/Vigas .18 .23 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ESFORCOS DE CARREGAMENTOS HORIZONTAIS EM VIGAS EM VIGAS CARREGAMENTOS ESFORCOS DE VERTICAIS GRELHA PORTICO ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 A partir do CAD/Formas versão 7.0, tornou-se possível também gerar o modelo de pór- tico espacial, considerando-se o comportamento das grelhas ou das vigas contínuas, conforme a modelagem piso a piso. Assim, os esforços obtidos na interação entre vigas e lajes com pilares, calculados piso a piso, serão redistribuídos em toda a estrutura via pórtico espacial. Explicaremos mais a frente o comportamento deste modelo. 4.7. Vigas / CV - Pórtico / CH – Pórtico / O sistema CAD/TQS também atende aos projetistas que desejam o modelo para o deta- lhamento das vigas considerando a obtenção das solicitações tanto para cargas verticais como para cargas horizontais a partir de um pórtico espacial. O pórtico espacial dos sistemas CAD/TQS considera tanto o regime elástico puro como o regime plástico ( nós flexibilizados, ligações semi-rígidas, etc.). O pórtico no regime elástico pode ser muito útil para certos tipos de obra como, por exemplo, edificações industriais. Para edificações convencionais de concreto armado o modelo de pórtico no regime plástico é o mais indicado. A partir da versão 9 este é o modelo estrutural mais recomendado.
  • 31. Modelos estruturais 29 Esquematicamente temos: GEOMETRIA CAD/Vigas .18 .23 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ESFORCOS DE CARREGAMENTOS HORIZONTAIS EM VIGAS EM VIGAS CARREGAMENTOS ESFORCOS DE VERTICAIS PORTICO PORTICO ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 4.8. Pilares Isolados A filosofia do CAD/Pilar é semelhante à do CAD/Vigas. O CAD/Pilar lerá arquivos de entrada descrevendo a geometria e carregamentos, o arquivo de critérios, e após as eta- pas de análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho chegaremos aos desenhos de armação de pilares e as listagens / memoriais de cálculo. Todos os momentos fletores e as excentricidades geométricas das vigas nos pilares de- vem ser considerados nesta introdução dos dados de carregamentos. Esquematicamente temos:
  • 32. 30 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Pilar CRITERIOS GEOMETRIA CARREGAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 6 280 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 7 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 7 280 P3 P4 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 Você pode alimentar o CAD/Pilar independentemente de qualquer outro sistema, levan- tando manualmente as reações de vigas ao longo do edifício, e entrando estas informa- ções pilar por pilar, lance a lance. Defina também a geometria dos pilares, carregamen- tos de vento, combinações e critérios. O CAD/Pilar é rico em critérios e modelos de cálculo. 4.9. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH igual a zero / O CAD/Formas pode fazer a geração completa dos dados dos pilares para toda a edifi- cação. Cada pavimento deve ser completamente definido e processado. Para poder ge- rar as reações de apoio das vigas nos pilares, precisaremos processar, com o CAD/Vigas, pelo menos os esforços solicitantes nas vigas de cada pavimento. Os car- regamentos verticais nas vigas podem ser obtidos pelo processo simplificado ou por grelhas e/ou elementos finitos. Depois disto, um processamento transferirá dados para o CAD/Pilar. Esquematicamente temos:
  • 33. Modelos estruturais 31 CARREGAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 DE PILARES GEOMETRIA E CAD/Formas CAD/Formas EDIFICIO INTERFACE CAD/Pilar FUNDACAO SUBSOLO TERREO TIPO ATICO GEOMETRIA REACOES CAD/Vigas ou GRELHA O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos determinados automaticamente pelo CAD/Formas. Assim como no CAD/Vigas, o CAD/Pilar não diferencia dados gravados pelo CAD/Formas de dados definidos manualmente. Você pode alterar geometria, carrega- mentos e critérios de projeto se necessário, para melhor adequação do modelo de cálcu- lo. A filosofia do CAD/Pilar é semelhante à do CAD/Vigas. O CAD/Pilar lerá arquivos de entrada descrevendo a geometria e carregamentos, o arquivo de critérios, e após as eta- pas de análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho chegaremos aos desenhos de armação de pilares e as listagens / memoriais de cálculo: LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Pilar CRITERIOS GEOMETRIA CARREGAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 6 280 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 7 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 7 280 P3 P4 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3
  • 34. 32 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 4.10. Pilares / CV - Vigas ou Grelha / CH – Pórtico / Este caso trata os pilares que também participam de um pórtico espacial para resistência a cargas horizontais de vento, por exemplo. É feita então uma combinação de solicita- ções [N,Mx,My] com origem nas cargas verticais transmitidas por vigas ( processo simplificado e/ou grelha) e solicitações [N,Mx,My] de origem do pórtico espacial. Cada pavimento deve ser completamente definido e processado. Para poder gerar as reações de apoio das vigas nos pilares, precisaremos processar, com o CAD/Vigas, pelo menos os esforços solicitantes nas vigas de cada pavimento. Depois disto, um proces- samento transferirá dados para o CAD/Pilar. Para a extração da geometria e cargas verticais dos pilares temos, esquematicamente: CARREGAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 DE PILARES GEOMETRIA E CAD/Formas CAD/Formas EDIFICIO INTERFACE CAD/Pilar FUNDACAO SUBSOLO TERREO TIPO ATICO GEOMETRIA REACOES CAD/Vigas ou GRELHA O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos verticais determinados automa- ticamente pelo CAD/Formas. Para que os pilares sejam calculados com esforços do pórtico é necessário acionar a transferência de esforços do pórtico espacial. O CAD/Pilar agora terá mais um arquivo de entrada de dados:
  • 35. Modelos estruturais 33 LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Pilar CRITERIOS GEOMETRIA P1 P2 P3 P4 P5 P6 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 6 280 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 7 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 7 280 P3 P4 ESFORCOS EM PILARES - CARREG 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 PORTICO CARREGAMENTOS VERTICAIS HORIZONTAIS 4.11. Pilares / CV - Pórtico / CH – Pórtico / Neste caso, todo o edifício será projetado com solicitações do pórtico espacial. Cada pavimento deve ser completamente definido e processado para a obtenção das reações das lajes nas vigas e pilares. O pórtico espacial é acionado com a instrução para transfe- rir as solicitações devido aos carregamentos verticais e horizontais para os pilares. O resultado final será o arquivo de dados para processamento dos pilares, gravado na pasta de pilares, com toda a geometria e carregamentos verticais e horizontais determi- nados automaticamente pelo CAD/Formas. LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO CAD/Pilar CRITERIOS GEOMETRIA P1 P2 P3 P4 P5 P6 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 6 280 18 110 65 15 65 16 2XP52XP4 23C/12 7 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 280 25 100 97 22 24 P23XP3 18C/15 7 280 P3 P4 ESFORCOS EM PILARES - CARREG VERTICAIS 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 12 ø 10 2X23 P5 ø 5 C=172 2X23G P4 ø 5 C=28 12P1ø10C=320 ø5 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 10 ø 12.5 18 P2 ø 6.3 C=253 3X18G P3 ø 6.3 C=38 10P1ø12.5C=330 ø6.3 PORTICO HORIZONTAIS E
  • 36. 34 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 O pórtico espacial dos sistemas CAD/TQS considera tanto o regime elástico puro co- mo o regime plástico ( nós flexibilizados, ligações semi-rígidas, etc.). O pórtico no regime elástico pode ser muito útil para uns certos tipos de obra como, por exemplo, edificações industriais. Para edificações convencionais de concreto armado o modelo de pórtico no regime plástico é o mais indicado. A partir da versão 9 este é o modelo estrutural mais recomendado. 4.12. Pórtico Espacial TQS - Lajes, Vigas e Pilares O CAD/TQS permite a definição de um modelo de pórtico espacial constituído pelos elementos de vigas e pilares e dirigido às edificações de concreto armado. Como os carregamentos das vigas são oriundos da resolução do pavimento por vigas contínuas e/ou grelhas, simulando o comportamento conjunto das vigas e lajes, este pórtico espa- cial retrata, com bastante precisão, o funcionamento global do edifício através da com- patibilização das lajes, vigas e pilares. A partir da versão 9 dos sistemas CAD/TQS, este é o modelo mais adequado para o projeto de edificações convencionais de concreto armado. Além deste compor- tamento conjunto de vigas, lajes e pilares, ele também contempla simplificações normalmente feitas no cálculo de solicitações do pavimento, considera os nós do pórtico como sendo flexibilizados, faz um tratamento especial para as vigas de transição e tirantes e adota valores para a deformação axial dos pilares depen- dendo da natureza da carga atuante ( vertical e/ou horizontal). Para a adaptação deste modelo de pórtico espacial à realidade de uma estrutura de con- creto armado, composta por um material heterogêneo, não elástico, não linear, tivemos que desenvolver no pórtico espacial diversas capacidades que descrevemos a seguir: 4.12.1. Flexibilização da Ligação Viga - Pilar Um novo critério de flexibilização das ligações viga-pilar pode, agora, ser aplicado ao modelo. A matriz de rigidez de uma viga considera a barra com duas “molas” a rotação nos seus extremos, como mostra a figura a seguir:
  • 37. Modelos estruturais 35 Os valores dos coeficientes elásticos atribuídos a essas “molas” equacionam com bas- tante exatidão a ligação viga-pilar em estruturas como as mostradas a seguir: Pode-se notar que, nas ligações viga-pilar indicadas nos modelos acima, a rigidez do pilar que, efetivamente, colabora para impedir a rotação da viga é muito menor que a sua largura plena (largura do pilar). Este é o principal equacionamento e vantagem da ligação flexibilizada entre vigas e pilares no novo modelo de pórtico espacial. Essa ligação viga-pilar tratada de forma mais correta e adequada traz algumas implica- ções no projeto estrutural. Vamos analisar algumas:
  • 38. 36 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 • Diagramas de Momentos nas Vigas Diagramas de momentos fletores nas vigas V1 (Edifício A) e V101 (Edifício B): Note que os diagramas de momentos fletores da V1 e V101 acima são os mais adequa- dos para o dimensionamento e detalhamento. Com esta flexibilização implantada, qualquer viga também pode receber plastificação individualmente a partir da entrada gráfica - por exemplo, aquela viga do poço do ele- vador, entre dois pilares muito rígidos, que está sendo solicitada exageradamente. To- das as vigas do pórtico também podem receber um fator fixo de plastificação. • Semelhança com Grelha e Vigas
  • 39. Modelos estruturais 37 O modelo do pórtico espacial flexibilizado fornece, para as vigas e pilares, resultados muito próximos ao de grelha plana e ao de viga contínua comum. Assim, esse modelo engloba os outros modelos estruturais disponíveis. Podemos citar que, utilizando-se critérios adequados, o novo modelo é uma extensão e generalização do modelo de viga contínua e grelha. A partir desta versão 9.0, reco- mendamos, com insistência, a adoção deste novo modelo como o mais adequado e próximo da realidade. • Deslocamento Horizontal – Gamaz Como as ligações ficam mais flexíveis no pórtico espacial e, principalmente, tratadas com maior realidade, é comum que os deslocamentos horizontais para cargas horizon- tais aumentem neste novo modelo. Conseqüentemente, o valor do parâmetro de estabi- lidade Gamaz também cresce. Se a estrutura já é estável, esse acréscimo é relativamente pequeno mas se a estrutura é flexível, ele pode se tornar considerável. Por exemplo, no Edifício “B”, cuja forma está apresentada anteriormente, a comparação do Gamaz para os nós flexibilizados e nós elásticos é a seguinte: Gamaz N. de Pavimentos Nós Elásticos Nós Flexibilizados 10 1,071 1,150 15 1,115 1,266
  • 40. 38 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 4.12.2. Deformação Axial – Carga Vertical O multiplicador de área dos pilares, para evitar deformação axial excessiva, agora é aplicado, no modelo de pórtico espacial, somente nos carregamentos verticais - o pro- grama monta matrizes de rigidez diferentes, automaticamente, por carregamento. Esta correção na área dos pilares é necessária para adequar o modelo ao processo cons- trutivo incremental da edificação e só pode ser aplicado às cargas verticais (principal- mente cargas permanentes). Veja o efeito abaixo para o Edifício “A”, exemplo hipotéti- co, com 20 pavimentos. Carregamen- to Correção Axial N – P6 [tf] M – V14 [tf*m] Vertical 1,0 1046 -1,3 Vento + Y 1,0 56* -2,7* Vertical 5,0 1062* -4,9* Vento + Y 5,0 75 -2,8 (*) Valores que serão utilizados para o dimensionamento. 4.12.3. Tratamento de Vigas de Transições Como, usualmente, os projetistas estruturais não adotam as cargas verticais de pilares de transição como sendo aquelas resultantes de um processamento em regime elástico puro de pórtico espacial, em que a viga de transição é deformável, mas, sim, a força normal do pilar considerando a viga de transição indeformável, neste novo modelo de pórtico espacial, oferecemos a possibilidade da geração de dois modelos estruturais automaticamente com: • Viga de transição elástica • Viga de transição enrijecida Os esforços transferidos para o dimensionamento serão resultado da envoltória destes dois modelos. Exemplo: Edifício “B”, com 10 pavimentos e transição do pilar P2 no 1. Pavimento N – P2 [tf] M+ - V1 [tf*m] Rigidez – V1 – Normal 7,6 21,1 V1 Enrijecida 14,7 35,6 Adotado no novo modelo 14,7 35,6
  • 41. Modelos estruturais 39 Note que o resultado do processamento elástico pode diferir muito da situação mais real do comportamento do concreto armado que é a V1 enrijecida. 4.12.4. Tratamento de Tirantes Similarmente aos pilares de transição, temos os tirantes (pilares submetidos a tração). No processo de cálculo puramente elástico, os pilares denominados como tirantes e as vigas que os suportam possuem solicitações bem inferiores àqueles usualmente calcu- lados por processos convencionais. O modelo do novo pórtico espacial vem atender a esta situação, resolvendo o pórtico espacial para a viga elástica e enrijecida e adotando a envoltória de esforços para o dimensionamento. 4.12.5. Consideração das lajes As lajes têm pouca importância no modelo de pórtico espacial para a consideração de travamento de pilares à flexão. O maior efeito é o de diafragma rígido, que é considera- do automaticamente no pórtico. Neste novo modelo, desde que a laje seja considerada e discretizada no modelo de gre- lha, as cargas que refletem a interação entre vigas e lajes vão diretamente para as vigas no modelo de pórtico espacial. Portanto, neste modelo, o pórtico já leva em conta o efeito da laje desde que discretizada como grelha. Para armação das lajes continuam valendo os procedimentos básicos apresentados co- mo abaixo: CAD/LajesCAD/Formas 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 Planta de Formas Processo simplificado ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3
  • 42. 40 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 CAD/LajesCAD/Formas 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 S1M2 S1 M2 .5/.1c.127 S 1M 2 S 1M 2 S 1 M 2 S1 M2 .5/.12c.142 .5/.12c.142 S1M2 .5/.12c.142 S1 M2 .5/.12c.145 S1 M2 S 1 M 2 S 1 M 2 S 1M 2 .5/.12c.145 S1M2 S1 M2 S 1M 2 S 1 M 2 S1M2 S 1M 2 S 1M 2 Grelha Editor de ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 Esforcos 4.13. Modelo Integrado - Lajes, Vigas e Pilares O CAD/TQS permite a definição de um modelo conjunto, alternativo, de pórtico espa- cial, grelhas e vigas contínuas. Este modelo, diferente dos demais, permite compatibili- zar as hipóteses de cálculo dos pisos (por vigas contínuas ou grelhas) com o cálculo espacial. Este era o modelo estrutural mais adequado para o projeto de edificações conven- cionais de concreto armado, até a versão 9 dos sistemas CAD/TQS, já que ele con- templa todas as simplificações normalmente feitas no cálculo de solicitações do pavimento e a devida compatibilização dos momentos fletores nos pilares devido à carga vertical considerando o cálculo do pavimento. A partir da versão 9, com as implementações especiais para o concreto armado realizadas no pórtico espacial TQS já apresentadas, o modelo mais correto a ser utilizado é o Pórtico Espacial elástico / plástico. Estamos mantendo esta documentação apenas como um subsí- dio ao engenheiro estrutural para a verificação de projetos processados anterior- mente com esta opção. Se você está iniciando um novo projeto este item não pre- cisa ser lido e compreendido. A forma usual de elaboração de projetos estruturais é a de resolver, para cargas verti- cais, cada pavimento separadamente, pelo modelo de vigas e/ou grelha. Posteriormente, resolve-se o pórtico espacial para análise de estabilidade global do edifício e do efeito das cargas horizontais (efeito de vento). Tanto o modelo de grelha como o de vigas contínuas não considera a deslocabilidade horizontal. Com este procedimento, fica uma lacuna a ser resolvida: qual o efeito da carga vertical no pórtico espacial para determinação dos momentos nos pilares, considerando-se que os momentos fletores obtidos pelo modelo de vigas contínuas e/ou grelha junto aos pi- lares não são auto-equilibrados?
  • 43. Modelos estruturais 41 A resolução global do pórtico espacial para efeito de cargas verticais e horizontais ain- da não é uma prática comum de projeto pelas dificuldades operacionais (resolução de modelos complexos inúmeras vezes) e de modelagem (plastificação nas vigas, defor- mabilidade dos pilares etc). Para seguir a metodologia usual de projeto, mas determinando os momentos nos pilares devido às cargas verticais, estamos apresentando agora este novo modelo, considerando a ação conjunta de vigas contínuas, grelha e pórtico espacial. 4.13.1. Como é a modelagem Tomemos como exemplo um trecho de viga sobre dois apoios, com diagrama de mo- mentos e cortantes calculados por processo de viga contínua, como abaixo: -6.22 14.78 14.78 -3.55 7.32 -4.33 Simularemos este comportamento no pórtico espacial dividindo a viga em dois modelos estruturais diferentes: um articulado e outro contínuo: 6.22 3.55 6.22 3.55 7.32 7.32 4.33 4.33 Modelo articulado Modelo continuo
  • 44. 42 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 No modelo articulado, a viga é isolada do pórtico através de articulações, e as reações nas extremidades calculadas através de processo de viga contínua são impostas como cargas aplicadas. Se tomarmos apenas este modelo, visualizaremos no pórtico espacial os mesmos diagramas do cálculo original por vigas contínuas. No modelo contínuo, são aplicados nos apoios da viga os momentos em sentido contrá- rio, de maneira que a soma de cargas extras aplicadas no modelo continuará nula. Estes momentos serão chamados de momentos de desequilíbrio, correspondendo ao esforço de interação entre a viga e os pilares de apoio. Estes momentos, calculados no modelo do pavimento, serão redistribuídos na estrutura globalmente, de maneira que os esfor- ços solicitantes finais nos pilares devido ao carregamento vertical serão compatíveis com o modelo estrutural usado no cálculo de cada piso. Os resultados do processamento dos dois modelos são somados, de maneira que os mo- mentos residuais nas vigas também serão usado no detalhamento. Neste caso, devido aos momentos de desequilíbrio, os esforços (M e Q) nas vigas não são exatamente iguais nos diversos pavimentos. Quanto maiores os momentos de dese- quilíbrio, maiores as diferenças entre os momentos nas vigas. Se não houver momentos de desequilíbrio, os momentos nas vigas do pórtico serão exatamente iguais aos mo- mentos das vigas na grelha e/ou viga contínua. Atenção: a transferência de momentos fletores ao longo do edifício é feita com a envol- tória dos esforços em cada piso. Considerando-se tanto os esforços de vento quanto os de desequilíbrio, recomenda-se separar o pavimento tipo em diversas plantas de formas, para que a armação de vigas não seja onerada. A consideração dos esforços resultante do modelo de grelha é idêntica ao de vigas con- tínuas, com o adicional de carregarmos as reações das barras de lajes nas vigas como cargas aplicadas no pórtico (uma força e dois momentos): .24 .14 .14 .11 .08 .22 .32 .34 .32 .25 .15
  • 45. Modelos estruturais 43 As barras da laje que se apóiam diretamente nos pilares também são transferidas para o pórtico, como cargas concentradas transladadas (com momentos adicionais) para o CG de cada pilar no pórtico. Extrapolando-se o exemplo para diversos pavimentos, teríamos graficamente: Do ponto de vista de entrada de dados, tudo o que o projetista precisa fazer é indi- car o modelo estrutural pórtico/grelha/vigas nos dados do edifício. A geração dos dados do pórtico, o processamento dos modelos e soma de esforços é efetuada de maneira automática.
  • 46. 44 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 4.13.2. Momentos de desequilíbrio Os momentos de desequilíbrio que atuam no pórtico espacial como modelo contínuo podem ter sua origem de diversas fontes. Veja abaixo alguns exemplos: M Extremidade engastada M Balancos M Diferentes momentos nos apoios R1 R2 M = R1xA - R2xB A B Excentricidade geometrica CG My Mx V1 R1 V2 R2 P1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 M P2 d1 d2 d3 d4 d5 d6 em grelha Apoio de lajes no pilar Excentricidade geometrica Ri x YiMx = My = Ri x Xi Ri x diM = Para melhor visualizar estes momentos fletores de desequilíbrio, temos duas opções:
  • 47. Modelos estruturais 45 • Desenho de momentos em planta de cada pavimento, gerado durante o resumo de cargas nos pilares, onde apresentamos os momentos em cada pilar, no respectivo baricentro: P1 2.22tfm 13.09tfm P2 1.65tfm -8.51tfm P3 -1.67tfm 7.14tfm Momentos aplicados nos pilares Piso 4 • Desenho espacial através do visualizador do pórtico, como abaixo: .7 .7 .7 .7 .6 .6 .6 .6 .7 .7 .7 .7 .6 .6 .6 .6 • Para este desenho, ative a visualização de carregamentos. No menu de parâmetros de visualização, desative as cargas distribuídas e concentradas e ative as cargas de desequilíbrio.
  • 48. 46 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 4.13.3. Deslocamentos horizontais e verticais Os deslocamentos horizontais e verticais mostrados no pórtico são verdadeiros, com exceção feita ao deslocamento vertical das vigas em balanço. Ao articularmos uma viga em balanço, ela ficará hipostática e girará. O sistema consi- dera uma pequena rigidez no apoio neste caso, para evitar erro na solução do pórtico. Mesmo com o momento imposto na extremidade da barra, os deslocamentos listados pelo pórtico serão grandes, devendo anular o valor em escala dos demais deslocamentos quando observados através do Visualizador. Apesar dos valores de deslocamentos, os esforços listados nas barras em balanço são os mesmos vindos da grelha ou de vigas contínuas. 4.13.4. Vigas de transição Em um modelo de pórtico elástico com viga de transição, quando a viga de transição se deforma, a tendência é que as vigas nos pisos superiores, que se apóiam no pilar da transição, impeçam este deslocamento, -7.24 110.79 110.79 -7.24 -7.85 12.54 12.54 -7.85 -7.63 12.35 12.35 -7.63 VIGA DE TRANSICAO PILAR DE TRANSICAO Isto poderá fazer com que os supostos "apoios" das vigas superiores sobre o pilar de transição deixem de ter esta função, podendo até mesmo surgir momentos positivos nos apoios. Neste caso, a força normal sobre o pilar de transição, e os momentos na viga de transição diminuirão.
  • 49. Modelos estruturais 47 Neste modelo conjunto de pórtico/grelha/vigas contínuas que estamos propondo, como as vigas estão articuladas com momentos impostos, não haverá redistribuição de esfor- ços nos pisos superiores, que continuarão se comportando de maneira convencional. Como resultado, a força normal no pilar e os esforços na viga de transição ficarão pró- ximos de uma estimativa convencional. O diagrama final nas vigas ficará assim: -1.41 213.44 213.44 -1.41 -.14 3.27 -4.28 -4.28 3.27 -.14 -.14 3.27 -4.28 -4.28 3.27 -.14 PILAR DE TRANSICAO VIGA DE TRANSICAO Esta é a situação esperada pelo engenheiro estrutural para as edificações convencionais. Este modelo pressupõe que as vigas nos pisos superiores estão sobre apoio rígido. Natu- ralmente, cabe ao engenheiro detalhar e verificar a viga de transição, garantido que os deslocamentos sejam suficientemente pequenos para que o modelo continue válido. 4.13.5. Transferência de esforços A principal característica deste modelo estrutural é compatibilizar o funcionamento do pórtico espacial com as hipóteses adotadas para solucionar os pisos. Os esforços finais nas vigas e pilares serão aproximadamente os calculados a nível de piso, reequilibrados pelo pórtico. Por isto, é recomendável a transferência tanto de esforços devido aos carregamentos verticais quanto horizontais do pórtico para vigas, sempre na forma de uma envoltória. Para os pilares, devem ser transferidos os casos simples de carga vertical e vento, que serão combinados dentro do CAD/Pilar. Veja a figura:
  • 50. 48 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 4.13.6. Consideração das lajes As lajes têm pouca importância no modelo de pórtico espacial para a consideração de travamento de pilares. O maior efeito é o de diafragma rígido, que é considerado auto- maticamente no pórtico. Neste novo modelo, desde que a laje seja considerada e discretizada no modelo de gre- lha, as cargas que refletem a influência das lajes vão diretamente para as vigas no mo- delo de pórtico espacial. Portanto, neste modelo conjunto, o pórtico já leva em conta o efeito da laje desde que discretizada como grelha. Para armação das lajes continuam valendo os procedimentos básicos apresentados co- mo abaixo: CAD/LajesCAD/Formas 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 Planta de Formas Processo simplificado ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3
  • 51. Modelos estruturais 49 CAD/LajesCAD/Formas 20 P1 C/20 C=1300 4 P2 C/20 C=1239V 9 P3 C/20 C=1222 12 P4 C/20 C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12 P8 C/20 C=592 15 P9 C/20 C=615 5 P10 C/20 C=743 12 P11 C/20 C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20 P15 C/20 C=476 8 P16 C/20 C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 20P1C/20C=1300 4P2C/20C=1239V 9P3C/20C=1222 12P4C/20C=337 45P5C/20C=503 9P6C/20C=719 12P7C/20C=775 12P8C/20C=592 15P9C/20C=615 5P10C/20C=743 12P11C/20C=531 20P12C/20C=808 7P13C/20C=345 10P14C/20C=579 20P15C/20C=476 8P16C/20C=520 23P17C/20C=553 3P18C/20C=194 S1M2 S 1 M 2 .5/.1c.127 S 1M 2 S 1M 2 S 1 M 2 S1 M2 .5/.12c.142 .5/.12c.142 S1M2 .5/.12c.142 S1 M2 .5/.12c.145 S1 M2 S 1 M 2 S 1 M 2 S 1M 2 .5/.12c.145 S1M2 S1 M2 S 1 M 2 S 1 M 2 S1M2 S 1M 2 S 1M 2 Grelha Editor de ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 ø6.3 ø 6.3 ø 6.3 ø6.3 ø6.3 Esforcos 4.14. Pórtico - Carregamentos padrões Os casos iniciais gerados pelo sistema dependem do modelo de pórtico espacial adota- do, e da separação ou não das cargas acidentais e permanentes. Veja na tabela a seguir, os casos gerados pelo sistema automaticamente: Modelo Casos de carregamento Sem transferência de esforços de cargas verticais Sem separação de sobrecargas 1- Caso vertical Vento padrão 2, 3, 4, 5 Transferência para vigas 2, 3, 4, 5 Transferência para pilares 2, 3, 4, 5 Sem transferência de esforços de cargas verticais Com separação de sobrecargas 1- Caso vertical total 2- Peso próprio 3 - Cargas permanentes 4 - Cargas acidentais 5 - Cargas acidentais reduzidas Vento padrão 6, 7, 8, 9 10 - Combinação 2 + 3 + 5 Transferência para vigas 6, 7, 8, 9 Transferência para pilares 6, 7, 8, 9 Com transferência de esforços de cargas verticais Sem separação de sobrecargas 1 - Caso vertical Vento padrão 2, 3, 4, 5 6 - Combinação 1 + 2 7 - Combinação 1 + 3 8 - Combinação 1 + 4 9 - Combinação 1 + 5 Transferência para vigas 1, 6, 7, 8, 9 Transferência para pilares 1, 6, 7, 8, 9 Com transferência de esforços de cargas verticais Com separação de sobrecargas 1 - Caso vertical total 2 - Peso próprio 3 - Cargas permanentes 4 - Cargas acidentais
  • 52. 50 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 FP é o fator de ponderação de cargas aci- dentais secundárias definido no menu de separação de sobrecargas do programa de edição de dados do edifício. 5 - Cargas acidentais reduzidas Vento padrão 6, 7, 8, 9 10 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*6 11 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*7 12 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*8 13 - Combinação 2 + 3 + 4 + FP*9 14 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 6 15 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 7 16 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 8 17 - Combinação 2 + 3 + FP*4 + 9 18 - Combinação 2 + 3 + 5 19 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*6 20 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*7 21 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*8 22 – Combinação 2 +3 + 5 + FP*9 23 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 6 24 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 7 25 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 8 26 – Combinação 2 +3 + FP*5 + 9 Transferência para vigas: 1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 Transferência para pilares 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 4.14.1. Casos Adicionais no Edifício Um número variável de casos de carregamentos adicionais podem ser declarados na janela de sobrecargas. Estes casos atualmente não são automaticamente combinados. Eles simplesmente entram após o último caso simples de carga vertical, antes da carga acidental reduzida e vento, empurrando os demais casos de carregamento, e renume- rando tudo de acordo. 4.14.2. Modelo com Vigas de Transição Enrijecidas Se for necessário gerar casos de carregamentos com as vigas de transição enrijecidas, serão gerados os seguintes casos: • Todos os casos simples de carregamento serão dobrados, agora com o aviso indicando que as vigas de transição têm rigidez aumentada. • Todas as combinações são dobradas, apontando para os novos casos. • A transferência de vigas é dobrada, apontando também para os novos casos e combinações.
  • 53. Modelos estruturais 51 • A transferência para pilares também é dobrada, da mesma maneira que a de vigas. 4.15. Grelha - TQS O método de cálculo usado na determinação de esforços na grelha pressupõe, que o material utilizado seja homogêneo, de comportamento linear, suportando igualmente a compressão e a tração. Não é o caso do concreto armado. O comportamento elasto-plástico do concreto faz com que as seções insuficientemente armadas à tração plastifiquem e os esforços sejam redistribuídos na estrutura. Esta re- distribuição pode ser usada favoravelmente pelo engenheiro, para diminuir as armadu- ras negativas, de construção mais difícil, e para melhorar o aproveitamento do concreto, em regiões onde existe capa de compressão (como vigas trabalhando com seção T e lajes nervuradas). As plastificações podem ser simuladas no modelo de grelha, através do controle de coe- ficientes de mola dos apoios, de barras com rigidez menor, de articulações com mo- mento imposto e de coeficientes de engastamento aplicados na ponta das barras. As regiões plastificadas e a escolha dos coeficientes de plastificação não são decisão do sistema, mas sim do engenheiro, que definirá critérios para a geração de apoios, contro- lará inércia à torção de certos elementos e definirá coeficientes para a plastificação de apoios de lajes em vigas e de vigas em pilares. A obtenção do modelo estrutural ideal para o projeto, poderá ser conseguida através de um processo iterativo, com a visualização dos resultados e o refinamento progressivo do modelo. O modelo de grelha também permite a obtenção de deformações em vigas e lajes consi- derando as armaduras e a fissuração do concreto: é a resolução da grelha levando em conta os efeitos da não-linearidade física dos materiais. 4.16. Critérios de projeto Vários critérios de cálculo, dimensionamento, detalhamento e desenho podem e devem ser controlados pelo projetista. Em todos os subsistemas do CAD/TQS, estes critérios são alterados e/ou definidos através do menu "Editar" – "Critérios de Projeto". Em cada manual específico do sistema, todos os critérios estão perfeitamente detalhados. Muitos critérios de projeto fazem parte da definição do modelo estrutural. Você não deve iniciar um projeto real sem conhecer e validar cada critério disponível.
  • 54. 52 CAD/TQS – Conceitos e Modelos TQS Informática Ltda Rua dos Pinheiros 706 c/2 05422-001 São Paulo SP Tel (011) 3083-2722 Fax 3083-2798 5. Aprendizado dos sistemas CAD/TQS A documentação que acompanha os sistemas CAD/TQS é volumosa, abrangente, com milhares de páginas. Embora o projetista tenha alguma dificuldade de leitura inicial, é importante ressaltar que esta documentação contém todas informações pertinentes aos sistemas tais como: aspectos teóricos, operacionais, critérios de projeto etc. O primeiro manual que deve ser lido e seguido é, naturalmente, o CAD/TQS - Manual de Instalação e Testes. Este manual é fundamental, pois, seguindo seus passos de forma detalhada, a instalação do sistema é validade e você terá a garantia de que os sistemas CAD/TQS estão funcionando corretamente. Não prossiga em nenhum processamento caso esta instalação não esteja validada conforme o manual apresentado. De forma simplificada, podemos classificar e descrever os tópicos principais para utili- zação de um sistema de engenharia como abaixo: • Dados de entrada • Critérios de projeto • Como operar os sistemas É importante ressaltar que os aspectos teóricos não podem ser relegados a segundo pla- no. Estamos considerando agora apenas os itens essenciais para o início da utilização dos sistemas. Fazendo uma correspondência dos tópicos acima descritos com a documentação do sistema CAD/Vigas, por exemplo, temos: • Dados de entrada: Manual de Edição de Dados • Critérios de projeto: Manual de Critérios de Projeto • Como operar os sistemas: Manual de Comandos e Funções, Manual de Edição Rápida de Armaduras e Manual de Exemplos – Passo a Passo. É fácil notar que a maior parte da documentação envolve os aspectos operacionais dos sistemas. Lembrando que os sistemas CAD/TQS têm um enfoque fortemente gráfico, grande parte da documentação está voltada para o aprendizado de como se cria, edita, corrige etc., elementos gráficos no vídeo do microcomputador. Como temos editores gráficos específicos para cada elemento estrutural / subsistema, o volume da documen- tação para tais funções também é grande.
  • 55. Aprendizado dos sistemas CAD/TQS 53 Seguindo este raciocínio, é fácil notar que, para tirar um bom proveito dos sistemas CAD/TQS, é importante conhecer um pouco da edição gráfica. Recordando: é com a edição gráfica que a estrutura é lançada, os resultados são verificados, os desenhos são editados e as plantas de desenho finais são emitidas. A partir da versão 9, o lançamento estrutural da forma de concreto armado ( vigas, pila- res e lajes) não depende tanto do conhecimento da edição gráfica. Entretanto, alguns princípios como definir um ponto a partir do outro, construções geométricas, etc, ainda dependem do conhecimento deste editor gráfico. Alguns sistemas têm um enfoque gráfico mais forte que outros. Por exemplo, o CAD/Formas trabalha quase que totalmente com uma base de dados gráfica. Isto já não acontece com o vigas e o pilar. Portanto, a abordagem de aprendizado é diferente para estes sistemas. 5.1. Sistemas operando individualmente Embora pouco usual depois que se está utilizando o sistema de forma integrada, iniciar o aprendizado do CAD/TQS por um sistema individual não é uma idéia desprezível. Vejamos, por exemplo, o caso do CAD/Vigas. Esquematicamente o CAD/Vigas funciona conforme o fluxograma abaixo. Na pasta de vigas de um pavimento, o CAD/Vigas lerá dois arquivos de entrada: o de dados, com geometria e carregamentos de todas as vigas do pavimento, e o de critérios. Depois de processar análise de esforços, dimensionamento, detalhamento e desenho, teremos como resultado uma série de desenhos de armação e de listagens, que serão o memorial de cálculo: GEOMETRIA CARREGAMENTOS CAD/Vigas .18 .23 1.25 C=5.41 V401 13/55 P1 P2 2 N2 C=590 2 N3 C=510 2 N1 C=579 13/55 N4 (521) 27C N4 C=135 Corte A A V401V401V401 P1 P2 CRITERIOS LISTAGENS MEMORIAL DE CALCULO ø 10 ø 10 ø 8 27 ø 5 C/20 ø 5 Para a alimentação dos dados de entrada do CAD/Vigas, temos o Manual de Edição de Dados. Para a adequação dos critérios de projeto temos o Manual de Critérios de Proje- to.