Desenho estrutural é tudo sobre o cálculo de cargas. A empresa de engenharia Nishkian oferece uma descrição sucinta: “Cargas são geralmente entendidas como forças que causam tensões, deformações, ou acelerações. Estas cargas são aplicadas a uma estrutura ou seus componentes que causam tensões ou deslocamentos”. A partir do conceito geral de “carga” surgem duas categorias principais: cargas mortas e cargas vivas. Como elas diferem?
CARGA DE DADOS
Em resumo, a carga morta de uma estrutura compreende o seu peso completo, geralmente medido em libras por pé quadrado, antes de entrar em serviço. Os pisos, paredes, telhado, colunas, escadas, equipamentos permanentes e qualquer decoração fixa constituem uma carga estática que normalmente não muda ao longo da vida útil do edifício. Para citar Nishkian novamente: “as cargas mortas são responsáveis pelas forças não dinâmicas que colocam uma força contínua e permanente numa estrutura”
Por isso, os cálculos da carga morta antes de um edifício assumir as cargas adicionais de ocupação ou utilização, o peso dos seus componentes e as pressões aplicadas no sentido descendente sobre o solo devem incluir o betão para o sistema de fundações, materiais de construção projectados e qualquer equipamento de serviço, tais como elevadores, unidades AVAC e condutas, canalizações, equipamentos fixos de fabrico, etc.
CARGA VIVA
Cargas vivas referem-se às forças dinâmicas de ocupação e utilização prevista. Representam as forças transitórias que podem ser movimentadas através do edifício ou actuar sobre qualquer elemento estrutural em particular. Também medidas em psf, estas cargas incluem o peso previsto de pessoas, mobiliário, electrodomésticos, automóveis, equipamentos móveis e similares.
A Sociedade Americana de Engenheiros Civis (ASCE) exige que as cargas vivas mínimas no projecto devem exceder sempre as cargas vivas máximas previstas ao longo da vida útil do edifício, caso as cargas sejam, de facto, ultrapassadas. As diretrizes da ASCE prescrevem cargas vivas de acordo com as categorias de ocupação e utilização previstas por tipo de edifício.
Porque as cargas vivas dependem da resistência estrutural, o conhecimento do uso exato planejado do edifício é crítico. A força da carga morta, ou falta dela, define muitas vezes a quantidade de carga viva que pode suportar. O concreto armado cria as cargas mortas mais pesadas, mas também suporta o maior peso com sua tremenda resistência à compressão. O aço estrutural oferece muito menos carga morta e oferece um suporte superior para cargas vivas em edifícios de vários andares. A madeira natural e projectada repousa relativamente pouco sobre a fundação, mas suporta menos cargas vivas do que o aço e o betão.
O total de cargas mortas mais vivas é igual à “carga gravitacional” da estrutura. Mas ainda mais cargas actuam sobre os edifícios, também.
CARREGAS DE MEIO AMBIENTE
Antes de um edifício poder passar os requisitos de código, o projecto estrutural deve também incluir outras cargas dinâmicas que actuam lateralmente sobre ele. Estas cargas ambientais podem vir da neve, do vento, do movimento do solo e da actividade sísmica. Naturalmente, os códigos da Faixa Frontal do Colorado são leves nos controles sísmicos, mas certamente fator em condições extremas de neve, vento e solo.
Segurança vs. Economia
Ao projetar casas unifamiliares e multifamiliares, edifícios comerciais, de varejo, escritórios, estacionamentos, agrícolas ou industriais, o projetista enfrenta o desafio de cumprir e exceder os códigos sem excesso de construção. Embora a segurança deva sempre prevalecer, o excesso de resistência estrutural da construção (carga morta) aumenta desnecessariamente o custo final do projeto. Assim, a escolha de suporte e armação com madeira, aço, concreto, ou combinações, torna-se um elemento crítico no projeto. Cargas vivas que irão aplicar uma pressão e/ou actividade considerável dentro da estrutura, como seria de esperar de uma garagem de estacionamento, podem requerer betão. No entanto, aqueles que carregam menos peso ou movimento interior, como o de edifícios de escritórios de dois andares, podem ser suficientes com aço ou madeira. Antes de obter aprovação para a construção, deve ter contabilizado todas as cargas no seu design.
Felizmente, não precisa de começar do zero a tentar determinar os pesos dos materiais de construção, as cargas médias de ocupação e as forças ambientais comuns quando inicia um design estrutural. A riqueza acumulada de conhecimentos de engenharia e arquitetura se reúne em programas de computador de fácil acesso, como os utilizados pela Barton Supply. Não deixe de nos consultar sobre o seu projeto. Podemos ajudá-lo com estimativas, desenhos de lojas e gerenciamento de projetos!