Colunas e pilares sustentam a estrutura com concreto bem planejado

As colunas cumprem a mesma função estrutural primária dos pilares, de suportar cargas de toda a estrutura. Têm características arquitetônicas, nomes e características personalizadas, como as gregas Dórica, Jônica e Coríntia. A coluna, pilar mais nobre que se destaca na edificação, recorrente em templos e igrejas, é escolha do projeto arquitetônico. Mas tanto o pilar quanto a coluna exigem projeto estrutural regulado por normas técnicas, muito cálculo e concreto adequado.

“A arquitetura é definidora do posicionamento dos pilares. Cabe ao projetista estrutural calcular o dimensionamento desses elementos. Caso um deles tenha ficado com uma carga muito elevada, é feito novo cálculo adicionando mais pilares ou lançando mão de qualquer outro artifício”, afirma o engenheiro e mestre Eduardo Guida Tartuce, diretor Técnico da Mixdesign – Tartuce Engenheiros Associados.

Dependendo das dimensões da edificação, o posicionamento dos pilares poderá auxiliar na economia do empreendimento. “Se mal localizados, as consequências vão desde dificuldades no layout interno – imagine um pilar no meio da sala – até redução do número de vagas no caso de garagem de veículos”, diz.

A arquitetura é definidora do posicionamento dos pilares. Cabe ao projetista estrutural calcular o dimensionamento desses elementos

Eduardo Guida Tartuce

Ele relata um estudo que fez para uma obra em Vitória (ES) que previa, inicialmente, 2,8 vagas de garagem/apartamento. Aumentando a resistência do concreto de 30 para 50 MPa e, consequentemente, o módulo, e diminuindo as dimensões dos pilares, esse índice saltou para 3,2 vagas/apartamento. “Para o empreendedor foi vantajoso, pois o investimento feito no aumento da resistência do concreto gerou retorno financeiro na comercialização de um número maior de vagas de garagem”, comenta.

Moldados in loco ou pré-fabricados

Os pilares e colunas podem ser moldados in loco em concreto ou pré-fabricados também em estrutura metálica. Cada uma das soluções tem vantagens e desvantagens, envolvendo custo, agilidade e flexibilidade, entre outros fatores. O custo da produção in loco é menor, porém, acrescenta-se o valor das fôrmas e da mão de obra.

Já o pré-fabricado tem a vantagem de agilizar o tempo de execução. Seu custo direto é maior e precisa de equipamentos como guindastes para alçar as peças para os andares. Mas utiliza equipe de obra bem menor. Há, ainda, o impacto da distância do fornecedor até o canteiro.

“Na Europa e na Ásia, é comum utilizar o pré-moldado por questão de logística”, observa Tartuce. No Brasil, os pré-moldados são muito empregados em obras de galpões, por usarem menor número de pilares, o que resulta em menor custo por metro quadrado, se comparado a edifícios multipavimentos. Além disso, em galpões há amplo espaço para a movimentação dessas grandes peças.

Dimensionamento dos pilares

O dimensionamento dos pilares é prescrito por normativas técnicas, sendo que a ABNT NRB 6118 estabelece parâmetros básicos, fixando limites mínimos e máximos. Os cálculos devem considerar, também, a localização da obra, que impactam a relação entre a agressividade do ambiente e a durabilidade do elemento estrutural.

“Se faço um pilar em São Paulo, onde o grau de agressividade do ambiente é 2, terei um recobrimento mínimo de 2 cm. Mas, se for atender uma obra em Cubatão (SP), que tem grau 4, esse recobrimento sobe para 4 ou 5 cm”, expõe.

A altura dos pilares e colunas é determinada pelo pé-direito, sendo que a máxima é calculada em função da flambagem do pilar. “Por exemplo, um pilar de 20 m vai flambar e a solução é aumentar sua dimensão mínima”, indica Tartuce.

O engenheiro conta sobre o projeto estrutural que realizou para uma obra de um galpão industrial, em que o pilar tinha 20 m de altura. Para atingir o ponto de equilíbrio, o pilar teria dimensões gigantescas e, portanto, sairia muito caro. A solução foi produzir 14 m em concreto e o restante em estrutura metálica.

Se faço um pilar em São Paulo, onde o grau de agressividade do ambiente é 2, terei um recobrimento mínimo de 2 cm. Mas, se for atender uma obra em Cubatão (SP), que tem grau 4, esse recobrimento sobe para 4 ou 5 cm

Eduardo Guida Tartuce

Dimensionamento do concreto

Tartuce ressalta que não existe uma fórmula, uma receita para o dimensionamento do concreto para pilares. Devem ser seguidas as recomendações da norma técnica para o cálculo e a vida útil da estrutura, que deve ser superior a 50 anos.

Os parâmetros para o dimensionamento do concreto abrangem sua resistência, módulo e, novamente, o índice de agressividade da região da obra, entre outros. “Por exemplo: posso ter calculado um pilar com concreto FCK 30 MPa. No entanto, se o meio ambiente da obra for mais agressivo, devo recalcular para um FCK 40”, diz.

Os parâmetros são imputados na hora do cálculo e, após essa especificação, é recomendado que um tecnologista do concreto seja envolvido para auxiliar na determinação do traço a ser utilizado.

Resistência e características do concreto

O cálculo da resistência dos pilares é dado pelas características do concreto com a junção da armação, que incrementa resistência à flexão. O cálculo envolve, em primeiro lugar, a resistência necessária do concreto para suportar a estrutura. Depois, considera o meio e sua agressividade, indicativo que vai determinar algumas características, como o recobrimento. A próxima etapa é a modelagem da estrutura e novos cálculos para encontrar soluções de redução de custos.

O projetista tem autonomia para calcular, considerando todos os parâmetros, inclusive a agressividade, ou adequar o projeto inicial de dimensionamento mínimo ao meio ambiente da obra e recalcular. O método utilizado por Tartuce é este último. “Por exemplo, posso ter calculado os pilares com a menor espessura, 20 x 40 cm, e um concreto FCK 30. Mas o local pede pilares com 30 x 40 cm e o FCK tem que ser 40. Ao aumentar a espessura e resistência dos elementos, posso deixá-los mais espaçados entre eles ou fazendo-os suportar mais carga, diminuindo seu número”, fala.

De maneira geral, é possível aumentar a resistência do concreto podendo ser até o dobro da sua resistência inicial e, com esta alteração, reduzir a seção do pilar. “A solução é muito importante para aumentar vagas de garagem, por exemplo, mas teremos que obter uma matriz concreto com mais controle e homogeneidade”, ressalta.

Segundo Tartuce, um dos equívocos na hora de fazer o cálculo estrutural de um pilar é utilizar características do concreto inferiores ao especificado. “Como calcular um pilar com 25 MPa de resistência e especificar um concreto de 30 MPa, acreditando que, com uma resistência maior, teremos uma capacidade de suporte maior, mas em alguns casos esta relação não é verdadeira”, alerta.

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