Modelação de Zonas de Carregamento no ETABS e SAFE Utilizando Áreas "None"

A correta distribuição de cargas é um passo fundamental na construção de qualquer modelo de elementos finitos. Este artigo técnico demonstra como é possível utilizar uma propriedade de área do tipo "None" no ETABS para definir de forma expedita e precisa uma zona de carregamento específica, sem alterar a rigidez da estrutura.

Para ilustrar este procedimento e os cuidados associados, vamos recorrer a um caso prático: a planta de um edifício de serviços que contempla uma zona ajardinada. É exatamente sobre esta zona ajardinada que iremos focar a nossa atenção.

A modelação de sobrecargas específicas, como as originadas por uma zona ajardinada, exige que o modelo de cálculo reflita com exatidão a disposição destas zonas.

Para percebermos a estratégia de modelação, a imagem seguinte apresenta o modelo de cálculo do ETABS sobreposto com a planta de arquitetura. Esta visualização ajuda a compreender exatamente onde a área de carga deve ser posicionada face aos elementos estruturais.

2. Aplicação da Carga na Área "None"

O passo seguinte consiste na modelação efetiva. Definimos uma área com a propriedade de secção "None" exatamente sobre a zona de jardim delimitada anteriormente. Por ser um objeto "None", esta área não tem qualquer peso próprio nem contribui para a rigidez da laje, servindo exclusivamente como uma superfície de transferência de carga.

Neste exemplo, atribuímos a esta área uma carga distribuída de 7 kN/m².

3. O Princípio de Transferência de Cargas

É fundamental compreender como o ETABS interpreta este objeto. A imagem que se segue ilustra o princípio base deste procedimento: a carga aplicada à área "None" é transferida automaticamente pelo programa para os nós de malha mais próximos dos elementos estruturais subjacentes (Laje).

4. Cuidados a Ter: Compatibilidade de Malha e Rigor

Se o utilizador não intervier nas definições de discretização da malha, o programa não gera automaticamente uma malha compatível com as fronteiras do objeto "None". Apesar de ser aconselhável garantir a compatibilidade da malha para um maior rigor de cálculo, tal não é estritamente obrigatório em modelos correntes, uma vez que o algoritmo do programa tem a capacidade de distribuir a carga de forma proporcional pelos nós mais próximos ainda que fisicamente afastados.

No entanto, caso o seu projeto exija um maior controlo e um rigor absoluto na contabilização e distribuição destas cargas, recomendam-se os seguintes procedimentos avançados:

• Incluir Nós no gerador de Malha: Garantir que os nós extremos (vértices) da área "None" coincidem ou são adicionados aos nós da malha da laje. Isto força a malha a reconhecer os limites primários da zona de carga.

• Incluir Elementos de Barra no gerador de Malha: Em casos muito específicos onde o caminho de cargas tem de ser milimétrico, deve-se desenhar elementos de barras também com a propriedade "None" ao longo de todo o contorno da área carregada. De seguida, adicionam-se estes objetos de contorno às restrições de geração da malha da laje, garantindo uma discretização perfeita ao longo da fronteira da zona carregada.

Na imagem abaixo pode ver-se uma zona onde a malha não é compatível com o objeto de área None. Conforme assinalado, as cargas tributárias dos nós de extremidade do objeto None serão automaticamente transferidas para os nós de malha.

Como complemento a este artigo, pode consultar o artigo Sobreposição de objetos de laje nos programas ETABS e SAFE, que trata da hierarquização dos diversos elementos de laje.

Anexos

Modelo.EDB