Dimensionamento estrutural de uma parede diafragma em concreto armado e análise paramétrica do seu custo

Abstract

Com a evolução dos softwares de dimensionamento e análise estrutural, juntamente com o avanço dos estudos na área de estruturas e a necessidade de se ter estruturas mais econômicas e sustentáveis, criou-se a demanda por projetos mais eficientes, levando em conta, além dos requisitos de segurança e serviço, a quantidade de materiais e o custo como pontos determinantes para a elaboração do projeto. Somado a isso, devido ao crescimento dos centros urbanos e à necessidade do maior aproveitamento dos espaços, houve um aumento na quantidade de construções subterrâneas. Sendo assim, estruturas de contenção de terra, como, por exemplo, paredes diafragma, estão sendo cada vez mais aplicadas nos empreendimentos. A partir desses pontos, o presente trabalho visa proporcionar uma análise paramétrica do custo de uma parede diafragma em concreto armado. A parede é dimensionada pelo método analítico unidimensional a partir de um software da literatura que permite calcular os esforços atuantes e as deformações da peça, e considerando as premissas da norma NBR 6118. Para tal análise, variou-se a espessura da parede e a resistência à compressão característica do concreto; considerando os custos relacionados ao concreto e ao aço, principais materiais utilizados na construção das paredes diafragma. Os resultados obtidos indicaram que paredes diafragma com concreto de menor resistência apresentam menor custo. Por fim, a configuração da contenção mais econômica observada após os cálculos executados é apresentada, a qual correspondeu a uma redução de 54,47% em comparação à configuração de maior custo.

The development of structural design and analysis software, along with the advances in the theoretical/practical knowledge concerning structural engineering and the need for more economical and sustainable structures, has increased the demand for more efficient designs. At the same time, reduction of materials quantities and costs may not compromise the safety and functionality of the designed structure. Moreover, the growth of urban centers and the need for greater use of urban spaces has led to an increase in the number of underground constructions. Therefore, earth containment structures, such as diaphragm walls, are becoming more common civil engineering designs. Considering the above scenario, a parametric analysis of the construction cost of a concrete diaphragm wall is presented herein. The wall is designed employing a one-dimensional analytical method via a software available in the literature which calculates acting forces and deformations of the wall, following the NBR 6118 Brazilian Standard. The parametric analysis considers different values for the wall thickness, as well as for the compressive strength of the concrete. For the resulting configurations, costs related to concrete and steel, which are the main materials utilized in the construction of diaphragm walls, are considered to compute the total cost. The results obtained indicated that diaphragm walls with lower strength concrete have a lower cost. Finally, the most economical configuration among those considered herein is presented, corresponding to a cost reduction of 54,47% in comparison with the configuration which presented the highest cost.