Na construção civil, o estudo de sistemas estruturais específicos permitiu a construção de espaços amplos e a economia de materiais como o aço, concreto e madeira. Podemos considerar como vão a distância livre entre pilares (ou colunas), de modo que a disposição das paredes esteja alinhada a eles, escondendo-os na arquitetura.
Vãos cada vez maiores são necessários em locais cuja presença de pilares atrapalharia a estética arquitetônica ou tornaria o uso pouco funcional. Por exemplo, em residências de alto padrão – para trazer elegância, melhorar a ventilação e iluminação – vãos maiores que 10 metros são interessantes do ponto de vista estrutural e arquitetônico. Também em garagens de residências e edifícios, é comum projetar espaços maiores que permitam a manobra de veículos sem grandes dificuldades.
Outro exemplo relacionado à Arquitetura, porém já desafiando bastante a Engenharia de Estruturas, seriam as obras de arte especiais (pontes e viadutos) com vãos elevados ou até mesmo edificações de cunho artístico, como o Museu de Arte de São Paulo (MASP), cujo vão é de 70 metros, e a Ponte Rio-Niterói, com vão central de 300 metros.
Para os engenheiros civis estruturalistas, é possível vencer os desafios propostos pela Arquitetura sem causar danos estéticos e funcionais. Uma solução que tem ganhado destaque nos últimos 20 anos é a protensão, embora seus fundamentos tenham surgido no início do século XX, com o engenheiro francês Eugène Freyssinet (1879-1962). Foi esse o sistema estrutural empregado no MASP e atualmente é utilizado, por exemplo, em casas de médio a alto padrão, com o objetivo de atingir espaços maiores que 10 metros e em edifícios com lajes planas – sistema estrutural composto somente de lajes e pilares, sem as vigas. O concreto protendido, como denominamos todo concreto com o uso de vergalhões de aço e cabos para protensão, proporciona maior economia ao empreendimento, uma vez que permite a redução da espessura (e/ou altura) de lajes e vigas, se comparado ao concreto armado convencional, este sem os cabos.
Outra solução são as estruturas metálicas, utilizadas principalmente em barracões comerciais e industriais. Nessas edificações, é comum o sistema estrutural composto por vigas, arcos e pilares treliçados em aço, presentes também em pontes e passarelas, que possibilitam vãos maiores que 20 metros com facilidade. No entanto, no Brasil, para edifícios e residências, o sistema clássico de vigas metálicas e lajes mistas (em concreto e aço) é pouco conhecido, embora seja uma alternativa sustentável. As lajes mistas (denominadas steel deck) são um sistema estrutural composto pela fôrma em aço com adição de concreto, dispensando o uso tradicional de fôrmas de madeira. Geralmente, são empregadas com as vigas de aço laminadas (perfis tipo W, H ou I) e auxílio de conectores metálicos. A desvantagem desse sistema estrutural é a falta de mão-de-obra especializada e a preferência da maioria das pessoas pelas estruturas em concreto, por serem mais pesadas e aparentarem maior resistência que as estruturas metálicas.
Ambas soluções são atrativas, relativamente sustentáveis e econômicas. Embora a protensão seja a mais difundida, em função da preferência pelo concreto, pode-se reduzir o tempo de execução da obra com as lajes steel deck. Em contrapartida, não se recomenda o uso de estruturas metálicas em regiões litorâneas, pois o aço ficaria exposto a agentes causadores da corrosão. É necessário avaliar as condições ambientais, os custos de mão-de-obra e materiais disponíveis na região onde a construção estará situada, com respaldo de profissionais técnicos especializados e regulamentados pelo CREA (Conselho Regional de Engenharia e Agronomia).
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