Modelagem / Análise / Dimensionamento / Projeto de Estruturas LSF

O sistema construtivo LSF (Light Steel Framing) é uma tendência no mercado brasileiro, embora já seja uma realidade bastante difundida nos países desenvolvidos, em função das vantagens que esse tipo de estrutura apresenta: rapidez na construção, economia de custos, segurança e qualidade do produto. Além disso, é um sistema que pode ser aplicado na construção de diversos tipos de edificações: residências, lojas comerciais, escritórios profissionais, consultórios médicos-odontológicos, pequenos condomínios e muitos outros.

Diferentemente das estruturas metálicas convencionais, que são mais adequadas e específicas para grandes projetos de engenharias, o sistema LSF vem ganhando cada vez mais espaço porque é uma excelente alternativa para empreendimentos menores. Também possui grande potencial porque profissionais com prática e experiência em projetos de construções que se utilizam de materiais convencionais (ex. alvenaria, madeira, etc.) podem facilmente migrar para o sistema LSF, já que um projeto dessa natureza possui semelhança com edificações mais comuns.

Entretanto, apesar das vantagens desse sistema e de sua aplicabilidade a inúmeros projetos arquitetônicos, os profissionais que projetam estruturas LSF ou buscam inserção nesse mercado, se deparam com um verdadeiro desafio: não há ferramentas tecnológicas que auxiliem no desenvolvimento desses projetos e nas questões que são específicas ao LSF. Isso inclusive explica porque a adoção desse sistema ainda é tímida no mercado doméstico, sendo que cerca de 15% das construções na Austrália, entre 8 e 12% no Reino Unido e de 2 a 3% de todas habitações na América do Norte já utilizam esse sistema.

Visando suprir essa demanda no mercado nacional e contribuir com construções ambientalmente corretas, a STABILE Engenharia desenvolveu o programa mCalc_LSF, que possibilita automatizar projetos estruturais que se utilizam desse sistema. Com o auxílio desse programa, o projeto em um sistema LSF potencializa suas vantagens: torna-se ainda mais versátil, possibilita construções mais rápidas e seguras, com alto padrão de qualidade e uma excelente relação custo-benefício. A inserção desse produto no mercado também busca propiciar uma poderosa ferramenta para que os engenheiros e arquitetos brasileiros estejam atualizados com as mais modernas técnicas de projeto e construção.

Funcionamento do Programa

O mCalc_LSF foi desenvolvido para projetar estruturas de Light Steel Framing considerando os seguintes passos:

- Modelagem Estrutural: Criação dos elementos da estrutura LSF, considerando suas propriedades e comportamento estrutural.

- Geração do Modelo Estrutural: Transformação da estrutura LSF em modelo estrutural, realizada automaticamente pelo software. Este passo considera todas as vinculações, estados, combinações de ações e propriedades das barras.

- Análise Estrutural: Realizada pelo programa a partir das combinações de ações do modelo estrutural, determinando as solicitações nas barras e deslocamentos dos seus nós.

- Dimensionamento Estrutural: Verificação de perfis determinados na modelagem da estrutura LSF Caso os perfis escolhidos não apresentem boas condições de segurança, o usuário poderá escolher perfis mais reforçados.

- Projeto da Estrutural: A qualquer momento do projeto, podem-se obter, a partir de um simples clique, todos os desenhos do projeto.


BENEFÍCIOS:

  • Aumento de produtividade na modelagem de estruturas, em pelo menos 100%, quando comparado a programas tipo CAD. Isso é possível em virtude da biblioteca que disponibiliza todos os elementos que compõem uma estrutura LSF: Painéis, Aberturas, Contraventamentos, Treliças de Contraventamento, Bloqueadores, Vigas de Entrepiso e Elementos de Telhado.

  • Rapidez no cálculo, a partir do carregamento da estrutura LSF, considerando ações gravitacionais, ação do vento, cargas nos entrepisos, cargas no telhado;

  • Possibilidade de testar diversos perfis LSF no módulo de Dimensionamento;

  • Automação de projetos da estrutura e exportação dos mesmos para programas BIM e para programas de detalhamento de estruturas de aço (protocolo SDNF). Com a Renderização (com módulo destacável): é possível visualizar e imprimir a estrutura modelada;

VANTAGENS:

  • Ferramenta completa para LSF: o mCalc_LSF é o único programa que oferece o pacote necessário para o desenvolvimento deste tipo de estrutura (Modelagem, Cálculo e Projeto- em breve será disponibilizado um módulo de Fabricação);

  • Conhecimento do mercado: o programa considera o tipo e as características das edificações brasileiras;

  • Adaptado às Normas: o cálculo da estrutura é feito de acordo com normas brasileiras de Vento, de Carregamento e de Dimensionamento de perfis;

  • Agilidade no Suporte Técnico: o atendimento aos usuários é realizado pelos desenvolvedores do programa, por telefone ou e-mail;

  • Atualização tecnológica: o mCalc_LSF está em constante desenvolvimento. Com o recurso Auto-Update é possível atualizar “on line” novas versões do programa.

  • SAIBA MAIS

    1 - Modelagem Estrutural

    No mCalc_LSF a modelagem da estrutura, etapa central de qualquer projeto, é realizada de forma simples e requer pouco esforço do usuário. Para modelagem, são necessários os seguintes passos:

    1.1 Inserção de guias: Com o auxilio de uma malha de referência, onde já se declarou a modulação a ser adotada – normalmente 400 x 400 ou 600 x 600 mm - num plano horizontal, desenham-se as paredes da edificação. Pode-se desenhar levando em conta três possibilidades:

    • Pelo centro: as linhas traçadas serão os eixos das guias. Os desenhos poderão ser criados a partir dos métodos tradicionais de desenhos de linhas de programas CAD, utilizando-se das coordenadas dos pontos finais (sempre em milímetros) em coordenadas retangulares;

    • Pela face: as linhas traçadas serão face de alguma parede. O programa indica a face fixa e para qual lado a guia será desenhada, complementando assim o desenho;

    • Pela linha média: utiliza-se como referência, uma planta baixa do projeto arquitetônico, clicando em nas duas faces de cada parede.




    1.2. Inserção de montantes: Os montantes serão inseridos dentro das guias desenhadas posicionando-os no cruzamento do eixo das guias e da malha. Pode-se optar por duas configurações de arranjos para as esquinas, conforme segue:
    [imagens]

    Além disso, na edição de guias, é possível declarar bloqueadores dos montantes, criar contraventamentos (com qualquer geometria: em X em Delta, em V) e treliças verticais de contraventamento.

    1.3. Inserção de portas e janelas: Podem ser inseridas aberturas selecionando a guia/painel desejada:





    Neste caso, declaram-se as dimensões da janela/porta, optando pelo sentido de abertura. Para que a abertura seja inserida no painel é necessário apontar o montante de referência.







    Na EDIÇÃO de guias é possível declarar se o tipo de verga é de alma cheia ou treliçadas.

    4. Vigas de Entrepiso: O programa disponibiliza dois tipos de vigas: vigas de alma cheia e vigas treliçadas. Os perfis disponíveis para vigas de alma cheia são:

    Abaixo apresenta-se a imagem das opções de vigas treliçadas, sendo que os perfis dos banzos e das diagonais são configuráveis. Ao escolher um perfil, o Modelador LSF aplicará este perfil às vigas escolhidas, que serão posteriormente verificados na etapa de DIMENSONAMENTO do programa.



    No caso de vigas treliçadas, o programa criará treliças com diagonais em zig-zag e posicionará os nós do banzo superior no eixo da malha de referência, devendo o usuário declarar a altura da treliça.





    Análise da Estrutura LSF

    Embora a Análise Estrutural seja uma operação sofisticada e trabalhosa, com o do mCalc_LSF esta etapa demandará pouco trabalho do usuário.

    O programa automaticamente cria Combinações de Ações, ponderando o estado conforme cada caso. Assim, o usuário somente precisa confirmar as combinações estabelecidas e/ou editar os parâmetros propostos, criando novas combinações de ações ou excluindo as que são desnecessárias.

    A figura abaixo ilustra a janela da Análise Estrutural:



    Dimensionamento da estrutura LSF

    Uma vez que a etapa de Análise tenha finalizado, é possível dimensionar as barras do modelo estrutural. Nesta primeira versão, o programa mCalc_LSF disponibiliza os seguintes perfis:


    Perfis disponíveis no mCalc_LSF

    Como em qualquer outra estrutura de aço, o Dimensionamento é feito por verificação, ou seja, propõe-se um perfil e suas dimensões e o programa testará suas condições de segurança, como apresentado na figura abaixo:



    Na imagem simulou-se a verificação de um montante externo considerando carga de um entrepiso somada com a ação do vento. É fácil de observar que o módulo de Dimensionamento do mCalc_LSF informa que este perfil está subdimensionado para as solicitações resultantes da Análise

    Projeto da estrutura LSF

    Após a modelagem LSF, o programa mCalc_LSF permite a geração de desenhos de projeto a partir de um simples clique. Estão disponíveis os seguintes desenhos do projeto estrutural:

    • locação de painéis para a planta de fundação
    • plantas baixas da implantação de painéis dos pavimentos
    • plantas baixas dos entrepisos
    • vista superior da cobertura
    • vistas frontais dos diversos painéis que compõem a estrutura LSF.

    Os desenhos, criados automaticamente, são exportados como arquivos DXF e podem ser abertos com qualquer programa CAD. O programa também exporta arquivos em formato IFC, para programas BIM, assim como arquivos SDNF, para programas de detalhamento.

    Apresentam-se alguns desenhos de projeto gerados pelo mCalc_LSF:









    VEJA MAIS VÍDEOS

    1. Inserção de guias
    2. Inserção de montantes
    3. Inserção de aberturas
    4. Inserção de travamentos
    5. Inserção de Vigas do entrepiso
    6. Geração do Modelo de Cálculo
    7. Geração de desenhos de projeto
    8. Estudo de Telhado 1/2
    9. Estudo de Telhado 2/2