Calculadora de Carga Estrutural

Método de cálculo da carga estrutural

A calculadora faz a composição de cargas e converte tudo para um formato consistente de carga estrutural para laje, viga ou pilar. Os resultados podem ser usados como dados de entrada para verificações posteriores de resistência, flecha e estabilidade.

O cálculo segue a lógica dos Eurocódigos. Primeiro são reunidos os valores característicos das cargas por fonte. Depois são formados os valores de cálculo com fatores parciais e, quando necessário, combinações de ações.

Orientações e recomendações

Normas. Os princípios de levantamento e combinação de ações seguem a EN 1990 (Basis of structural design) e a EN 1991 (Actions on structures). Para cargas de uso, aplica-se a EN 1991-1-1. Para ações de neve e vento, aplicam-se a EN 1991-1-3 e a EN 1991-1-4 se essas ações forem incluídas na composição.

Unidades e resultado. Na calculadora, as cargas por área são somadas em kg/m². Em paralelo, é mostrado o valor convertido para kN/m² usando a relação padrão:

q(kN/m²) = q(kg/m²) · 0.00981

Cargas das camadas. Se uma camada for definida por espessura t (mm) e densidade ρ (kg/m³), a carga característica por área em 1 m² é calculada assim:

qlayer(kg/m²) = (t/1000) · ρ

Se a camada for informada diretamente como carga por área (kg/m²), esse valor é usado em vez do cálculo por espessura e densidade.

Fatores parciais das camadas. Cada camada tem seu próprio fator parcial k. A carga de cálculo da camada é a carga característica multiplicada por k:

qlayer,R = qlayer · k

Em uma configuração típica, muitas camadas usam k = 1.2. O valor pode variar para materiais específicos ou linhas predefinidas.

Peso próprio da laje. Primeiro é selecionado o tipo de laje, porque ele afeta a massa média por 1 m² por meio do coeficiente k_type. Na calculadora, k_type é selecionado assim:

• Laje alveolar. k_type = 0.6. É uma forma aproximada de considerar menor massa em comparação com uma laje maciça.
• Laje nervurada. k_type = 0.25. É uma forma aproximada de considerar menor volume de concreto devido às nervuras.
• Laje maciça (moldada in loco). k_type = 1.0. A massa é calculada como para uma camada maciça de concreto armado.

Depois de selecionar k_type, a massa da laje por 1 m² é calculada a partir da espessura a (mm) e da densidade adotada para concreto armado de 2500 kg/m³:

qslab(kg/m²) = (a/1000) · 2500 · ktype

Em seguida, o peso próprio em nível de cálculo é formado usando um fator fixo 1.1:

qslab,R = 1.1 · qslab

Divisórias sobre a laje. Se a consideração de divisórias estiver ativada, a calculadora primeiro estima a massa das divisórias a partir da geometria e da densidade do material. Depois, a massa é distribuída pela área da laje para obter uma carga equivalente por 1 m²:

qpart(kg/m²) = (L · t · h · ρ) / Aslab

Depois disso, aplica-se o coeficiente kperegorodki. Ele depende da altura da divisória e leva o valor ao nível de cálculo:

qpart,R = qpart · kperegorodki

A calculadora usa a seguinte lógica de seleção para kperegorodki. Se a altura da divisória for maior que 1600 mm, usa-se 1.1. Caso contrário, usa-se 1.2.

Carga de neve. Se a neve estiver ativada, o valor característico B é multiplicado por 1.4:

qsnow,R = 1.4 · B

Carga de uso. Se a carga de uso estiver ativada, o valor característico T é multiplicado pelo coeficiente kpolezn:

qlive,R = T · kpolezn

Carga total de cálculo por área na laje. O total é formado pela soma de todos os componentes de cálculo ativados. Componentes desativados na calculadora são considerados zero:

qtotal,R = qslab,R + qpart,R + Σ qlayer,R + qsnow,R + qlive,R

Conversão para viga e pilar. Para viga e pilar, a calculadora também forma valores em kN/m e kN convertendo de kg/m e kg pela mesma relação com 9.81. O valor final é a soma dos componentes de cálculo para o elemento selecionado.

FAQs

Por que são usados os coeficientes 0.6 e 0.25 para laje alveolar e laje nervurada?

É uma forma simplificada de considerar que essas lajes normalmente são mais leves do que uma laje maciça para a mesma espessura total. Na calculadora, o tipo de laje afeta apenas o peso próprio. A geometria dos alvéolos ou nervuras não é modelada explicitamente.

De onde vem o fator 1.1 para o peso próprio da laje?

A calculadora multiplica o peso próprio da laje por 1.1 como um fator fixo para formar um valor de cálculo. Isso reflete a lógica geral da EN 1990. Em projeto, os fatores devem ser escolhidos conforme o Anexo Nacional aplicável.

Como a carga das divisórias é calculada?

A massa das divisórias é calculada a partir da geometria e da densidade do material. Em seguida, a massa é distribuída pela área da laje A_slab para obter uma carga equivalente por 1 m². Depois disso, aplica-se o coeficiente kperegorodki de acordo com a altura da divisória.

Por que a tabela mostra kg/m² e kN/m²?

kg/m² é conveniente para comparar com valores de referência comuns. kN/m² é a unidade de engenharia padrão para ações nos Eurocódigos. A conversão é feita pelo fator fixo 0.00981.

O total pode ser usado como carga final para uma viga ou um pilar?

Sim, a composição de cargas é um passo inicial típico. É importante que espessuras, densidades e fatores parciais estejam coerentes com a sua tarefa. Para projeto, os fatores e regras de combinação devem estar alinhados com a EN 1990 e o Anexo Nacional aplicável.