Modelo de elementos finitos no RFEM 6 da laje de piso suspensa de uma moradia unifamiliar em Brandis, calculado pela Aseman Engineering
Estudo de caso

Laje de piso flutuante para moradia unifamiliar calculada no RFEM 6

Uma fundação difícil para uma moradia unifamiliar com cobertura de madeira maciça cross-laminated

Para uma moradia unifamiliar de um piso em Brandis, perto de Leipzig, o escritório de arquitetura STUDIO RALF HUG GmbH desenhou uma cobertura de madeira maciça cross-laminated com extenso telhado verde e instalação fotovoltaica, bem como uma fachada de vidro sobre pilares de aço nas zonas frontal e ocidental, complementada por saliências da cobertura em balanço de cerca de 1,7 m. O projeto tinha anteriormente ficado parado durante dois a três anos com outro planeador estrutural, antes de S. A. Mohseni (Aseman Engineering) assumir o cálculo estrutural no início de 2026.

A parte tecnicamente mais exigente era a fundação: O edifício assenta numa laje de piso flutuante com 25 cm de espessura e sapatas de fundação contínuas perimetrais, apoiada elasticamente sobre um colchão de solo compactado. Os elementos de parede de contraventamento estão dispostos de forma descentralizada e assimétrica: paredes massivas de alvenaria situam-se exclusivamente na parte traseira do edifício, enquanto a fachada frontal, totalmente envidraçada, é sustentada apenas por pilares de aço com apoio articulado. Além disso, as sapatas de fundação contínuas estão deslocadas em relação às cargas das paredes acima, pelo que os momentos resultantes já não podem ser determinados com abordagens simplificadas.

Um modelo de elementos finitos para fundação elástica e contraventamento assimétrico

Mohseni modelou a laje de piso no RFEM 6 como um modelo de elementos finitos completo de superfície e importou a planta do escritório de arquitetura diretamente como camada de fundo DXF. Ele atribuiu valores diferenciados de apoio – cerca de 2 MN/m³ sob o colchão de solo, em comparação com um apoio mais rígido sob as sapatas de fundação contínuas – e representou os pilares de aço frontais como apoios puramente verticais. Com base nos esforços internos determinados, a laje foi diretamente armada com o módulo Dimensionamento de betão, sem troca manual entre o programa de elementos finitos e a ferramenta de dimensionamento.

Vantagens da utilização do Dlubal Software

  • Cálculo fiável por elementos finitos de fundações difíceis – Fundação elástica, sapatas de fundação contínuas deslocadas e transferência de carga assimétrica só podem ser corretamente captadas com um verdadeiro modelo de elementos finitos.
  • Apoio diferenciado para uma ligação realista – Valores de apoio diferentes para o colchão de solo e as sapatas de fundação contínuas representam as condições reais do subsolo.
  • Fluxo de trabalho contínuo até à armadura – O módulo Dimensionamento de betão importa diretamente os esforços internos e deformações do modelo de elementos finitos.
  • Módulos totalmente integrados – Todos os módulos estão diretamente integrados no RFEM 6, uma grande vantagem em relação ao RFEM 5.

Laje de piso "flutuante": Quando apenas o Método dos elementos finitos ajuda

A laje de piso não assenta diretamente no subsolo natural, mas "flutua" sobre uma camada de solo compactado – estruturalmente necessário, uma vez que uma laje continuamente armada ao longo de toda a largura do edifício, de cerca de 18 m, não funcionaria. No modelo, esta camada foi representada com uma fundação de aproximadamente 2 MN/m³, enquanto as sapatas de fundação contínuas perimetrais – embutidas adicionalmente cerca de 30 cm no subsolo – receberam uma fundação claramente mais rígida.

A dificuldade real residia no contraventamento: as paredes de alvenaria resistentes encontram-se exclusivamente na zona posterior do edifício, enquanto a fachada frontal, totalmente envidraçada, é suportada apenas por pilares biarticulados de aço com efeito vertical. Acresce que as sapatas de fundação contínuas estão dispostas de forma desalinhada em relação às cargas das paredes: os momentos daí resultantes já não podem ser resolvidos com uma simples geometria de laje ou manualmente, exigindo um verdadeiro modelo de elementos finitos com fundação elástica.

Para além da fundação: Um gabinete de engenharia versátil

Para além deste projeto de fundações, S. A. Mohseni da Aseman Engineering utiliza o RFEM 6 para um amplo espectro de tipos de estrutura, desde estruturas de aço e estruturas de betão armado até estruturas de pontes e modelos de elementos finitos complexos. Esta versatilidade reflete a sua abordagem no planeamento estrutural: independentemente do tipo de projeto, um modelo de elementos finitos fiável constitui a base de um dimensionamento sólido.