Análise comparativa da estabilidade global entre o modelo integrado e o modelo de pórtico mais lajes do software TQS da estrutura de um pórtico espacial - Mattuella, Júlia (My University, 2025)
This paper presents a comparative analysis of the global stability of a twenty-story reinforced concrete structure using two distinct models offered by CAD/TQS software: Model IV, which represents the building through a spatial frame system of beams and columns with the slabs considered indirectly, and Model VI, which performs an integrated analysis of the slabs, beams, and columns within a single structural model. The main objective of the study is to investigate the influence of slabs on the building's stability, considering that this element, when incorporated into the structural model, tends to contribute to the model's overall stiffness when compared to the simplified consideration of Model IV. Normative stability parameters are analyzed, such as the coefficients γz, α, and FAVt, maximum horizontal and vertical displacements, and the consumption of structural materials (concrete, steel, and formwork). The results showed that model VI presented an average 8.0% reduction in horizontal displacements compared to model IV, indicating greater overall stiffness, making it more suitable for modeling tall, slender structures. Regarding vertical displacements, a reduction of up to 6.9% was observed in intermediate floors and 5.4% at the top of the building, reinforcing the contribution of the slabs to structural performance. Regarding the coefficients, model VI demonstrates better performance against stability criteria, presenting smaller lateral displacements and greater overall stiffness. Regarding material consumption, the integrated model reduces total concrete consumption by approximately 3.2% and steel consumption by 4.5%, promoting greater structural rationalization. These differences reinforce the importance of choosing the appropriate structural model, as explicit consideration of the slabs directly influences the distribution of forces, displacements, and element sizing. The research concludes that the VI model presents more satisfactory results for the models under analysis, with gains in both stability and material savings, making it more suitable for tall, slender buildings. It also analyzes a comparison of columns, where the VI model presents greater bending moments in the columns due to greater structural rigidity, which can result in higher reinforcement ratios, especially in columns subject to greater stress. Finally, the research highlights the importance of structural simulation with reliable computational tools compatible with current standards to ensure safety, performance, and efficiency in multi-story vertical buildings. [resumo fornecido pelo autor]
O trabalho desenvolve uma análise comparativa da estabilidade global de uma estrutura de concreto armado composta por vinte pavimentos, utilizando dois modelos distintos oferecidos pelo software CAD/TQS: o modelo IV, que representa a edificação por meio de um sistema de pórtico espacial de vigas e pilares com as lajes consideradas de forma indireta, e o modelo VI, que realiza uma análise integrada das lajes, vigas e pilares dentro de um único modelo estrutural. A pesquisa tem como objetivo principal investigar a influência das lajes na estabilidade da edificação, considerando que esse elemento, ao ser incorporado ao modelo estrutural, tende a contribuir com a rigidez global do modelo quando comparado a consideração simplificada do modelo IV. São analisados parâmetros normativos de estabilidade, como os coeficientes ?z, ? e FAVt, os deslocamentos horizontais e verticais máximos, além do consumo de materiais estruturais (concreto, aço e fôrmas). Os resultados demonstraram que o modelo VI apresentou uma redução média de 8,0% nos deslocamentos horizontais em relação ao modelo IV, indicando maior rigidez global, o que o torna mais adequado para a modelagem de estruturas altas e esbeltas. Quanto aos deslocamentos verticais, observa-se uma diminuição de até 6,9% nos pavimentos intermediários e de 5,4% no topo do edifício, reforçando a contribuição das lajes para o desempenho estrutural. Em relação aos coeficientes, o modelo VI demonstra melhor desempenho frente aos critérios de estabilidade, apresentando menores deslocamentos laterais e maior rigidez global. No que se refere ao consumo de materiais, o modelo integrado reduz em cerca de 3,2% o consumo total de concreto e em 4,5% o de aço, promovendo maior racionalização estrutural. Essas diferenças reforçam a importância da escolha do modelo estrutural adequado, pois a consideração explícita das lajes influencia diretamente a distribuição de esforços, os deslocamentos e o dimensionamento dos elementos. A pesquisa conclui que o modelo VI apresenta resultados mais satisfatórios para os modelos em análise, com ganhos tanto em estabilidade quanto em economia de materiais, sendo mais indicado para edificações altas e esbeltas. Também analisa um comparativo de pilares, onde o modelo VI apresenta maiores momentos fletores nos pilares devido à maior rigidez estrutural, o que pode resultar em maiores taxas de armadura, especialmente em pilares mais solicitados. Por fim, a pesquisa destaca a relevância da simulação estrutural com ferramentas computacionais confiáveis e compatíveis com as normas vigentes, a fim de garantir segurança, desempenho e eficiência nas edificações verticais de múltiplos pavimentos. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Estabilidade estrutural; Engenharia civil; Concreto armado