Embora seja uma disciplina ampla, o conceito de projeto estrutural em engenharia civil pode ser resumido como o exercício de todas as atividades relativas à modelagem matemática e análise de estruturas civis, tais como suportes de dutos, fundações, edifícios habitacionais, pontes, instalações industriais, infraestruturas energéticas e marítimas. .
Vale ressaltar que cada um dos itens acima pode exigir a compreensão de diversas noções matemáticas, mecânicas e de engenharia. Em muitas ocasiões, os projetistas estruturais precisarão concluir vários estudos especializados para construir um modelo ideal.
Na realidade, e por razões práticas, os projetistas estruturais também são solicitados a fornecer quantificações de materiais para lidar com os inspetores de construção, elaborar um orçamento aproximado e supervisionar a construção de estruturas.
Portanto, até certo ponto, eles precisam ter habilidades diferentes além da compreensão da modelagem de estruturas de uma perspectiva matemática e mecânica.
Atividades em um trabalho de engenheiro designer
Como mencionamos, as atividades desenvolvidas pelos projetistas de engenharia civil são muito variadas. Eles usam principalmente ferramentas e software para construir uma estrutura simplificada. Contudo, existem formas de calcular manualmente algumas resistências aplicadas em uniões de estruturas básicas.
Muitos destes programas utilizam métodos de elementos finitos para analisar a resposta da estrutura a diferentes forças. Dois dos softwares mais utilizados para análise de estruturas são o ETABS e o SAAP2000. Para a análise dinâmica, que é o estudo de forças que mudam rapidamente de velocidade e valor e que consequentemente necessitam de ser estudadas num intervalo de tempo, os engenheiros civis utilizam softwares como CYPE CAD ou MIDAS.
Geralmente é solicitado que um projetista avalie a viabilidade de um modelo arquitetônico. Isso significa quais seriam os materiais necessários e se a estrutura é financeiramente viável, além dos possíveis cenários complicados durante a construção do ponto de vista do projeto.
Além disso, dependendo da face do projeto – planejamento, projeto, licitação, construção etc – os engenheiros estruturais realizarão reuniões para orientar e garantir que todas as condições para a construção da estrutura estejam sendo atendidas.
Ignorar rapidamente uma análise estrutural
Para simplificar um pouco o tema, uma análise estrutural leva em consideração a composição de uma estrutura e as forças a que está submetida para compreender os efeitos e prever o seu comportamento. Tudo isso com o objetivo de determinar a carga máxima que pode suportar e a vida útil antes da falha.
No nível mais básico, a análise estrutural considera forças predeterminadas: gravidade, cargas vivas, mortas e de vento e terremotos. Estas cargas têm um efeito particular no elemento, dita viga, pilar ou laje.
A posição e direção da carga também influenciam o efeito na estrutura. Algumas dessas forças podem causar impulso. Elementos dobrados de certos materiais comprometem ainda mais a vida útil. Caso em elementos pontuais feitos de concreto – este material tem um excelente comportamento quando submetido à compressão, mas não à tração.
Do ponto de vista mecânico, existem cinco tipos de forças: compressão, cisalhamento, flexão, torção e tensão. O estudo destas cargas é feito através de quatro tipos de análises: dinâmica, estática, estabilidade e vibração. A escolha de qualquer um deles depende das condições ambientais e do uso dado à estrutura.
Como resultado do projeto e análise estrutural, os profissionais civis precisam decidir se uma atualização de material é necessária para garantir o equilíbrio, a segurança e a durabilidade do edifício. Em casos extremos, ou durante as primeiras fases da construção, realizam reuniões com arquitetos para alteração de dimensões ou reposicionamento de elementos.
Alguns campos que um projetista estrutural pode trabalhar
Do planejamento às construções, os projetistas podem escolher entre um amplo portfólio de atividades:
Design e construção sustentáveis
Os projetistas que trabalham na construção sustentável empregam tecnologia de ponta para melhorar o impacto ambiental e social dos projetos civis. A construção sustentável exige colocar em primeiro lugar a conservação da fauna e da flora, além do bem-estar humano sobre os custos da construção.
Avaliação e inspeção de construção
Nas últimas fases da construção, às vezes os projetistas são solicitados a verificar os relatórios feitos pelos engenheiros de campo e ir ao canteiro de obras. Nestes relatórios encontrarão os materiais, dimensões, armaduras entre outros detalhes.
Eles devem verificar se tudo corresponde aos planos entregues durante a fase de design. Embora esta não seja uma tarefa comum, é bastante necessária em algum momento. Principalmente os projetistas que trabalham na construção industrial precisam ir ao campo para supervisionar.
Infraestrutura hídrica
Infraestrutura sanitária e hidráulica
As estruturas sanitárias e hidráulicas não são iguais. Enquanto as tubulações sanitárias coletam resíduos para descartá-los em locais onde a saúde humana não seja prejudicada, os projetos hidráulicos têm uma finalidade completamente diferente.
Os projetos hidráulicos estruturais visam alterar o fluxo dos corpos d'água, podem ser calhas ou açudes e ambos são feitos para transportar água. Uma estrutura hidráulica clara é uma barragem – esta combina princípios de conservação de energia para gerar energia através da utilização de uma estrutura civil.
Projeto estrutural industrial
As estruturas utilizadas para fins industriais são aeroportos, armazéns, rodovias, barragens, fábricas, usinas de energia entre outras. Como regra geral, a infra-estrutura industrial é geralmente construída para fornecer um produto ou serviço direto.
As infra-estruturas industriais caracterizam-se por terem uma dimensão enorme e pela necessidade de investir grandes quantias de dinheiro. O projecto estrutural para a construção de edifícios industriais desempenha um papel fundamental nas sociedades e economias – o projectista deve estar consciente de factores externos ao ambiente, mas também do impacto social.
Vamos dar o exemplo de um grande armazém para armazenar máquinas pesadas. Em princípio, esta deveria ser uma construção fácil. E ainda assim, os projetistas devem seguir um conjunto de regras, como temperatura do local e outras condições ambientais, para escolher os materiais. A solução fornecida às vezes exigia considerar cenários trágicos, como o de uma máquina atingir uma coluna. Parte da análise do projeto deve levar em conta situações como esta e garantir que toda a estrutura não entre em colapso – pelo menos não imediatamente.
Habitação
Este é um dos campos mais comuns. O projeto estrutural da habitação segue um conjunto de regulamentos que mudam dependendo do país, condições climáticas, etc. Variáveis como terremotos, mortos, vivos, carga de neve e chuva são pré-calculadas dependendo da localização geográfica da casa.
