Partimos do princípio que fazer orifícios que afetem elementos estruturais é um equívoco, ou seja, que tudo que dissermos aqui terá como objetivo abordar um modo de cometermos um equívoco que seja o menos equivocado possível.
Em geral, o princípio filosófico em que se baseiam as soluções é o mesmo, apenas mudando de nome: a tradição, a experiência, o “sempre fizemos assim e nunca deu problema”, entre outros. Este último é bastante dissonante, porque, pensando no que pode acontecer, em edificação, pode acontecer de tudo. A explicação física para certas coisas não acontecerem com mais frequência é o teorema do limite inferior de plasticidade que afirma que, se houver um mecanismo de resistência funcionando, a estrutura não cairá. A definição é simplista, mas o teorema de fato existe e afirma mais ou menos isso.
Felizmente, as
estruturas de concreto são bastante hiperestáticas, ou seja, possuem mais de um mecanismo de resistência para garantir a estrutura toda. Por exemplo, fazemos um orifício que trespassa uma viga. Os dois segmentos da viga deveriam cair, não é mesmo? Pois, não necessariamente. Em primeiro lugar, é possível que a viga se mantenha funcionando como dois segmentos contíguos, como representado no diagrama de momentos fletores traçado em verde. O segmento curto ainda é viável, o longo, nem tanto. Supondo que as luzes da armação sejam de 6 m, o traçado em verde-claro mostra um segmento de cerca de 4 m. Contudo, em uma obra pode haver uma laje superior de concreto que, embora não esteja prevista para isso, pode acabar desviando a carga (vermelho). E por diferentes motivos pode resistir. Ou, em alguns casos, pode colapsar.
Fonte: autoria própria
Com as vigas ocorre algo parecido: a carga vai por um lado ou por outro, e acaba sendo tracionada. A imensa maioria dessas situações se resolve por mera intuição e, quando esta falha, por entrarem em jogo mecanismos de resistência que o projetista não pensou, ou porque os que ele pensou funcionaram melhor do que o esperado. Nos casos de vigas, a solução típica é fazer os cálculos levando em consideração apenas a largura não afetada pelo orifício e colocar, então, a armação de ambos os lados. Em vigas de contorno, amplia-se um segmento, coloca-se nesse sobrecontorno a metade da estrutura e reforçam-se os estribos sem cisalhamento, como mostra a figura.
Fonte: Biblioteca de Detalhes Construtivos http://detallesconstructivos.cype.es/EHL734.html
A boa notícia é que o software Cypecad permite comprovar a eficiência do reforço nos orifícios verticais em vigas.
Evidentemente, ele tem suas limitações:
- A dimensão transversal do orifício vertical deve ser inferior a um terço da largura da alma ou a dois terços da largura da mesa, em função da zona em que esteja situado.
- O comprimento do orifício deve ser inferior à largura da alma e ao canto da viga.
- A posição do orifício vertical deve garantir que sejam respeitados os recobrimentos em todas as faces do orifício.
- A distância livre entre o orifício vertical e o apoio da viga deve ser superior ao comprimento de confinamento lateral do orifício.
- A distância livre entre orifícios consecutivos, horizontais ou verticais, deve ser superior a duas vezes o canto da viga e superior à largura da alma da viga.
- Não é permitida a introdução de orifícios horizontais nem verticais nas zonas de confinamento descritas na norma de sismos selecionada
As limitações são devidas, em grande parte, ao fato de os orifícios não serem considerados no modelo de cálculos e, portanto, não afetarem as barras do modelo, mas que será possível concluir com base nos esforços obtidos com as barras, ignorando-se os orifícios.
Vejamos um exemplo: Temos uma pequena estrutura, com uma viga central, na qual precisamos fazer um orifício circular de 12 cm.
Esta é a viga em questão, antes de ser feito o orifício.
Produzimos um novo orifício vertical de 12 cm de diâmetro.
Ele está situado em sua posição
Ajustamos suas características, como os diâmetros e as distâncias da estrutura de reforço
Por fim, teremos a viga com o orifício incluído, podemos inclusive capturar a imagem de um corte (vermelho). Vemos o reforço da estrutura longitudinal (azul) e de estribos (verde).
Naturalmente, a viga sairá com todas essas informações nos desenhos de vista explodida das vigas.
