Planilha de Escadas Plissadas – Passo a Passo

Qual é o passo a passo do dimensionamento de uma Escada Plissada, Cascata ou Plissante?

O cálculo de escadas plissadas se assemelha muito ao cálculo de vigas e de seções submetidas à flexão simples. Essas escadas usualmente são dimensionadas e verificadas para não precisar de armaduras transversais.

Confira nesse passo a passo todas as informações necessárias para fazer o dimensionamento da escada.

Quais dados precisa para fazer o projeto?

Em geral, eles podem ser classificados em:

Geometria: Aqui inclui o vão efetivido da escada, o desnível vencido, a espessura da escada, seu espelho, pisada, largura e dimensões das vigas de apoio

 

Materiais: As propriedades dos materiais da escada são representadas pelo Fck do concreto, Fyk do aço e cobrimento da escada. Aliás, um dos principais critérios de um bom dimensionamento desse tipo de escada está na relação do fck e do cobrimento, que pode ser extremamente importante pois a seção da escada é pouco rígida

 

Cargas: Dois tipos de carga são considerados, a (i) sobrecarga e a (ii) carga permanente. Usualmente adota-se 250 kgf/m2 de sobrecarga para edificações residenciais, porém seu valor para outros usos pode ser encontrado na NBR 6118-14. A carga permanente também é importante e visa representar ações de revestimentos, pisos e outros elementos que têm carga projetada horizontalmente na escada

 

Armadura principal e Armadura Secundária: O processo de cálculo é iterativo, assim, cada alteração de variável produz um resultado final. Assim, informações relativas ao diâmetro da armadura, espaçamento, espaçamento mínimo, espaçamento máximo e gancho são dados de entrada, assim como as informações da armadura secundária.

 

Flecha Limite: A flecha limite pode ser considerada, isto é, dependendo do tipo de edificação, o critério de flecha máxima pode ser alterado.

Você sabe quais são os 9 passos para projetar uma escada plissada de concreto armado?

Uma vez estabelecido os dados de entrada, é hora de partir para o dimensionamento.

Assim como no cálculo de vigas, pilares, lajes e fundações, é necessário estabelecer os valores de resistência de projeto tanto do concreto quanto do aço.

Etapa 01 – Resistências de Projeto

Na primeira etapa de cálculo, devemos estimar a resistência do concreto e do aço. Para isso, coeficientes de ponderação de acordo com o método dos estados limites da NBR 6118-14 devem ser estabelecidos.

Assim, determinam-se as resistências de compressão do concreto (tf/m2) e a resistência de projeto do aço (tf/m2)

Etapa 02 – Cálculo da Espessura de Projeto

Um dos pontos que gera mais confusão no cálculo desse tipo de escada é em como se determinar a espessura de projeto da escada. Na verdade, a seção da escada muda de acordo com cada degrau. Assim, fica difícil de se determinar a seção de cálculo para usar os conceitos de flexão simples e dimensionar.

Tendo em vista esse problema, o que é feito para soluciona-lo é tentar responder o seguinte:

Qual deveria ser a espessura de uma escada de base reta que representa a mesma área da escada plissada e que tem o mesmo vão e desnível?

Assim, o segundo cálculo é, portanto, determinar essa espessura de projeto, que é obtida pela razão entre a área da escada plissada em vista lateral, dividido pelo vão efetivo.

Em outras palavras, essa espessura significa transformar toda a carga que estava projetada inclinada ao longo do comprimento da escada em carga que agora é projetada ao longo do vão efetivo.

Etapa 03 – Cálculo do peso próprio da escada plissante

Uma vez determinada a espessura de projeto da escada, o cálculo do peso próprio da escada é bem simples. Basta multiplicar a espessura de projeto da escada pelo peso específico do concreto armado – usualmente adotado como 2.5 tf/m3.

É importante tomar um pouco de cuidado com a conversão de unidades. Por exemplo, a espessura da escada é em unidades lineares de medida (ex.: cm, m) e o peso especifico é dado em unidade de peso por volume (ex.: kgf/m3, tf/m3, kN/m3).

Assim, convertendo as unidades, é possível chegar numa carga linearmente distribuída (ex.: kgf/m, tf/m, kN/m) multiplicando-se a espessura (m) com o peso específico (tf/m3) e com a largura da escada (m).

Outros esforços permanentes são combinados totalizando a carga permanente linearmente distribuída.

Etapa 04 – Cálculo do momento fletor solicitante

Aqui, diversas combinações podem ser assumidas de acordo com os coeficientes adotados. Assim, cada tipo de carga pode ter seu coeficiente de ponderação e compor uma parcela do momento fletor.

Como carga é linearmente distribuída ao longo do comprimento da escada e a hipótese de cálculo da escada plissada é o de viga bi-apoiada, basta usar a equação de momento máximo de vigas para determinar o esforço de momento solicitante.

Etapa 05 – Dimensionamento à flexão simples

Nessa planilha é utilizado a metodologia do prof. José Milton Araújo, e então fatores adimensionais são calculados para resolver a equação da linha neutra.

A planilha considera tanto critérios de armadura simples como de armadura dupla. Porém, não é recomendável utilizar armadura dupla nos casos de escadas.

A verificação da armadura principal e secundária leva em conta critérios de espaçamento e armadura mínima de acordo com a NBR 6118-14.

Etapa 06 – Verificação de Flechas

Tendo o cálculo das armaduras verificado, o passo agora é determinar as flechas. Para isso, diversas hipóteses de cálculo como a consideração da inércia média de Brunson podem ser feitas.

Porém, nessa planilha, um critério mais rigoroso é adotado: a consideração do máximo valor de fluência e flecha diferida é adotado, justamente por (a) simplicidade e (b) por buscar garantir um dimensionamento que evite vibrações excessivas.

Etapa 07 – Verificação ao Cisalhamento

Para garantir que a escada não necessite de armadura de cisalhamento, é preciso verificar se o concreto sozinho consegue resistir aos esforços cortantes provenientes dos esforços.

Assim, o cálculo da cortante VRD1 é feito e comparado com o esforço cortante de cálculo.

Etapa 08 – Detalhamento 

Garantido todas as verificações de projeto, a etapa agora é detalhar a escada. Evidentemente pode ser necessário um desenho em escala para levar para obra, porém, os desenhos fornecidos aqui trazem todas as informações relevantes para a construção e entendimento da geometria da escada.

Desenhos esquemáticos em planta e em corte são apresentados, inclusive contendo desenhos variados para cada tipo de detalhamento.

Por fim, tabelas resumo com geometria, pesos de materiais e especificações são feitas de modo a facilitar a interpretação dos resultados.

Etapa 09 – Quantitativo de Materiais

Após todos os cálculos da escada, a última parte é levantar quanto de material que será necessário para construí-la. Em especial, quanto de concreto e quanto de aço será necessário.

Em resumo

A planilha de escadas plissadas faz o cálculo para E.L.U e E.L.S-def dessa tipologia de escadas, fornecendo:

1. – Dimensionamento da geometria base de acordo com a relação de Blondel
2. – Dimensionamento da armadura de flexão necessária para resistir
3. – Cálculo das flechas no tempo infinito
4. – Verificação quanto ao esforço cortante
5. – Quantitativo de concreto
6. – Quantitativo de aço
7. – Relação aço/concreto
8. – Cálculo dos ganchos finais
9. – Detalhamento das armaduras para dois tipos de arranjo
10. – Memória de cálculo em PDF