Pilares de Concreto Armado: No Comando em Cada Coluna

Na área de Engenharia Civil, os pilares de concreto armado desempenham um papel de sustentação e estabilidade às estruturas.

Logo, vale destacar o quanto é considerável entender esse elemento estrutural, tanto nos seus aspectos teóricos quanto, na prática, com o uso de softwares, cálculo manual e no canteiro de obra.

E entenda isso: Todas as estruturas de concreto armado são compostas por diferentes elementos estruturais, como lajes, vigas e fundações.

Assim como as engrenagens em uma máquina trabalham juntas para garantir um funcionamento adequado, os pilares também trabalham em conjunto para manter a estabilidade e a segurança das estruturas.

Agora, caso uma engrenagem falhe em uma máquina, isso pode causar transtornos. Da mesma forma, problemas nos pilares podem levar a falhas estruturais.

Portanto, neste artigo, vamos explorar os conceitos dos pilares de concreto armado, carregamentos, armaduras e muito mais.

Continue nessa leitura suave para aprender mais sobre.

O que são Pilares de Concreto Armado?

Em primeiro lugar, um pilar de concreto armado é um elemento estrutural vertical, que desempenha a função de transferir as cargas da superestrutura, como vigas e lajes, para a fundação.

Logo, eles são compostos por uma matriz de concreto simples com alta resistência a compressão, mais as armaduras de aço, que oferecem resistências adicionais, tanto à tração como à compressão.

Além disso, como os ossos do corpo humano dão força e transferem toda a carga do corpo para as pernas. Do mesmo modo, um pilar concede resistência à estrutura e transfere cargas para as fundações.

Portanto, os pilares são os elementos estruturais mais importantes na construção civil, e, desempenham um papel vital na segurança e vida longa de qualquer construção.

Agora preste atenção, eles devem ser projetados e construídos com o máximo de cuidado e precisão.

Portanto, um engenheiro estrutural precisa de sabedoria, manusear um software e da norma brasileira, como a ABNT-NBR-6118–2023, para desenvolver um projeto estrutural.

Em resumo, a sigla ABNT refere-se a Associação Brasileira de Normas Técnicas, e NBR-6118–2023 a norma vigente para projeto de estruturas em concreto armado.

A melhor parte é que um pilar de concreto armado bem projetado e construído sob medida realça a beleza, segurança e utilidade de uma estrutura.

Funções dos Pilares de Concreto Armado;

Como se não bastasse, devido o grau de importância dos pilares na Engenharia Civil, destacam-se algumas funções, tais como:

• Resistir à ação de forças, como peso próprio, compressão e flexão;
• Inclusive fatores ambientais, como fogo, água, vento e terremotos;
• Proporcionar estabilidade estrutural e evitar o colapso;
• Fornecer alinhamento vertical: e garantir que a edificação esteja nivelada;
• Finalidades estéticas e funcionais na construção: criar uma sensação de espaço;
• Elementos decorativos, sendo parte de uma fachada;
• Fornecer espaço para fios, tubos elétricos e hidráulicos;
• Distribuir a carga para a fundação;
• Criar um estilo arquitetônico, com uma variedade de formas e tamanhos;
• Permitir grandes espaços abertos, como numa catedral, quadras de esportes e teatros.

Distribuição dos Pilares nas Estruturas:

Considere isso, um dos aspectos importantes de qualquer projeto de construção é o layout dos pilares.

A propósito, refere-se à distribuição dos pilares, e define como a carga da estrutura é distribuída e suportada, bem como o espaço é útil e bem dividido.

Sendo assim, é melhor posicionar os pilares em intervalos regulares, em locais simétricos, para simplificar o projeto e a construção, sempre que possível.

Além disso, evitar a formação do famoso “paliteiro”, onde ficam muitos pilares espalhados, amontoados, ou seja, muito próximos uns aos outros.

Logo, a experiência do engenheiro estrutural com sua expertise, é um ponto chave para distribuir os pilares.

Por que digo isso? economia de fôrmas, concreto, aço e fundações na obra.

Com isso em mente, aqui umas dicas úteis para posicionar os pilares:

• Alinhar os pilares com paredes e divisórias, para reduzir interferências;
• Minimizar o número e o tamanho dos pilares para reduzir custos e aumentar o espaço de uso;
• Maximizar o vão, isto é o espaçamento entre os pilares;
• Coordenar com outras áreas como mecânica, elétrica e hidráulica, para evitar conflitos;

Formas Geométricas dos Pilares de Concreto Armado;

As seções transversais dos pilares podem ser retangulares, quadradas, circulares, L, U, isto é, conforme decisão dos arquitetos, engenheiros e empreendedores.

No entanto, qualquer que seja a sua forma geométrica, um pilar deve ter uma dimensão maior que 19 cm.

Porém, permitem-se dimensões entre 14 cm e 19 cm, salvo seguir as recomendações na norma ABNT-NBR-6118–2023.

Agora, segundo a referida norma, a área da seção transversal do pilar deve ser menor ou igual a 360 cm².

Em poucas palavras, os pilares mais comuns na construção civil, tem uma seção transversal retangular, por serem mais simples de calcular, posicionar e construir no canteiro de obra.

Por outro lado, os pilares circulares exigem fôrmas especiais para a concretagem, sendo mais complicados de executar.

Então, a escolha entre as formas geométricas de pilares depende ainda da distribuição de cargas, design da arquitetura e espaços disponíveis.

Sendo assim, cada pilar tem suas próprias vantagens e desvantagens, então,considere as demandas de cada projeto ao selecionar um tipo de pilar apropriado.

Além dos tipos mencionados, existem variações personalizadas de pilares, conforme já dito, o L, U e o H, cada um atenderá a uma necessidade específica de projeto.

Ah sim, aqui um ponto de atenção, esses pilares citados acima, são os pilares de concreto armado definidos dentro de uma categoria de norma.

Logo, referem-se aos pilares cuja maior dimensão da seção transversal seja inferior a cinco vezes a menor dimensão, salvo exceções na norma NBR-6118–2023.

Portanto, dado uma seção transversal de pilar aleatória, sendo X a maior dimensão e Y a menor, então vale a regra, X deve ser menor ou igual a 5xY.

Caso contrário, se X é maior do que 5xY, seguindo a referida norma, o pilar merece uma atenção especial em termos de projeto e de cálculo, e recebe o nome de pilar parede.

Agora, o Que são os Pilares-Paredes?

Então, é um pilar especial de concreto armado usado para resistir à ação das forças laterais, como as forças do vento, em edifícios altos.

Entendeu? Em estruturas de concreto armado, os efeitos das forças do vento aumentam em importância à medida que a estrutura aumenta em altura.

Já, as normas de projeto impõem limites aos deslocamentos e vibrações para evitar efeitos adversos nos elementos estruturais e não estruturais.

Além disso, os deslocamentos laterais e vibrações excessivas causam desconforto para os usuários, ou até mesmo levar a estrutura ao colapso total.

Sendo assim, uma forma de limitar a oscilação dos edifícios e proporcionar estabilidade, é aumentar o tamanho dos elementos estruturais.

Isso mesmo, para criar uma estrutura rígida e resistente a ação de todas as cargas ou ações.

No entanto, este método exige lajes, vigas, pilares e fundações muito mais volumosas, sendo assim encarece os custos de construção.

A propósito, outra forma é fornecer elementos rígidos e resistentes, ligados a uma estrutura flexível.

Portanto, esses elementos podem ser os pilares-paredes, onde se posicionam nas partes internas ou externas das estruturas.

Em geral, em torno de poços de elevadores e escadas, formando um núcleo rígido.

A realidade é que o engenheiro estrutural verifica diante da distribuição dos elementos estruturais, qual a melhor configuração possível para a estrutura.

E daí, desenvolvem-se estudos preliminares com softwares especiais para encontrar uma melhor disposição dos pilares.

Carregamento dos Pilares

Você já sabe, os pilares de concreto armado são elementos estruturais cruciais na absorção e distribuição de cargas em uma construção.

Agora, vamos explorar as diferentes cargas que os pilares precisam suportar? Aqui estão os detalhes.

Tipos de Cargas em Pilares

A propósito, projetam-se os pilares para suportar diversos tipos de cargas, entre as quais:

• Cargas Verticais: peso próprio do pilar, ou reações transferidas pela ligação viga-pilar, laje-pilar, ou quaisquer outras cargas provenientes de outras situações de carregamento, como telhados.
• Cargas Horizontais: Ventos, terremotos e outras forças laterais exercem pressão sobre uma estrutura. Os pilares desempenham um papel crítico na resistência a essas forças, garantindo que a construção permaneça de pé e estável.
• Momentos Fletores: referem-se à flexão dos pilares. Isso ocorre com cargas excêntricas, resultando em forças de flexão, ou transferência de momentos nas ligações laje-pilar e viga-pilar.

Lembre-se disso, a NBR-6118–2023 não permite o dimensionamento de pilares para carga centrada, ou seja, os momentos fletores precisam estar presentes.

Armaduras em Pilares de Concreto Armado;

É verdade que o concreto é forte à compressão. Assim, um pilar pode ser constituído por concreto simples, mas é sempre aconselhável utilizar armaduras pelos seguintes motivos:

• Uma área mínima de aço é sempre fornecida no pilar, seja ela necessária para suportar carga ou não;
• Resistir a tensões de tração que podem ser causadas pela excentricidade das cargas;
• É quase impossível ter um pilar com carga axial no seu centro de gravidade, no canteiro de obra;

Sendo assim, as armaduras principais dos pilares constituem-se por barras longitudinais, estribos e grampos de aço.

Em resumo, segundo a NBR-6118–2023:

As armaduras longitudinais em pilares ficam entre o mínimo de 0.4%.Ac (área da seção transversal do pilar) e o máximo de 8%.Ac.

Além disso, o diâmetro das barras longitudinais é maior ou igual a 10 mm, e inferior a 1/8 da menor dimensão da seção transversal do pilar.

Por outro lado, o diâmetro dos estribos em pilares é igual ou superior a 5 mm, e a 1/4 do diâmetro da barra isolada ou do equivalente do feixe que constitui a armadura longitudinal.

Armaduras Longitudinais em Pilares;

A armadura longitudinal consiste em barras de aço dispostas na direção do comprimento de um pilar. Também é chamado de aço principal. As funções dessas armaduras são as seguintes:

• Dividir as cargas de compressão junto com o concreto, e reduzir assim o tamanho total do pilar;
• Resistir às tensões de tração, devido ao momento fletor;
• Reduzir o efeito de fluência e retração devido à carga contínua aplicada ao longo tempo;

Considere isso, a fluência e a retração são fenômenos relacionados ao concreto, que não faz parte do escopo deste artigo.

Armaduras Transversais em Pilares;

Já, os estribos são armaduras transversais dispostas ao longo da direção transversal do pilar, na forma de espirais de amarração e grampos, que envolvem as barras longitudinais.

Algumas funções dos estribos são as seguintes:

• Manter as barras longitudinais em posição;
• Evitar o encurvamento lateral das barras longitudinais (flambagem);
• Resistir à tensão diagonal causada pelo cisalhamento transversal;
• Confinamento das Armaduras: mantêm as armaduras longitudinais no lugar, evitando que se afastem e permaneçam próximas à superfície do pilar;
• Resistência a Esforços Sísmicos e de Ventos: ajuda a resistir a forças laterais sem comprometer sua integridade;
• Melhoria da Capacidade de Carga: trabalha em conjunto com as armaduras longitudinais, por isso aumentam a resistência global do pilar a cargas axiais e momentos fletores;

Por outro lado, os grampos (estribos poligonais) garantem proteção contra a flambagem das barras longitudinais situadas em seus cantos.

A NBR-6118–2023 trata os grampos como estribos suplementares no seu item de proteção contra a flambagem das barras em pilares.

Além disso, o cobrimento é fundamental para proteger as armaduras contra corrosão e proporcionar durabilidade ao pilar.

Por outro lado, o cobrimento se refere a uma camada de concreto que cobre as armaduras.

Agora preste atenção, o aço é um material dútil, isto é, capaz de resistir grandes deformações antes de romper.

Sendo assim, as armaduras de aço conferem também “dutilidade” aos pilares de concreto armado.

Conclusão;

Hoje te passei informações valiosas sobre os pilares de concreto armado, elementos estruturais com funções de segurança e estabilidade das estruturas em Engenharia Civil.

Além disso, fabricam-se pilares com outros materiais, como madeira e o aço estrutural em forma de perfis.

Por outro lado, ainda existem os pilares mistos, que combinam perfis de aço com o concreto.

Sendo assim, combine outros materiais, projete os pilares com segurança e expertise, use as normas específicas.

A propósito, quanto mais conhecimento e habilidades você tem na engenharia estrutural, mais você conseguirá se destacar e conquistar seu espaço na profissão.

Diante desse cenário, o seu caminho passa pelo domínio completo das teorias, cálculos manuais e uso de softwares.

Agradeço sua presença por aqui, leia outros artigos no blog, atualize sempre.

E aí gostou das informações? Espero que sim! Se ficou com alguma dúvida escreva nos comentários e te aguardo por aqui.