Assistente de Cobertura (Cobertura Automática)

Este artigo explica como o assistente de cobertura (cobertura automática) do StatiCAD monta, em uma única etapa, uma cobertura completa de madeira, de aço ou de aço leve, de quatro águas, de duas águas ou mista, a partir de um polígono de cobertura. Para adicionar tesouras e terças individualmente, consulte os artigos Assistente de Tesoura de Cobertura e Terça Automática entre Tesouras.

Figura 1 – Cobertura de quatro águas montada sobre um edifício de concreto armado de três pavimentos (pré-visualização 3D)

1. Sobre este artigo

A partir de um polígono de cobertura e das inclinações dos lados, o assistente monta a geometria de uma cobertura de quatro águas, de duas águas ou mista e adiciona, em uma única etapa, toda a estrutura de madeira ao modelo de análise: caibros, terças, viga de cumeeira, espigões e rincões, caibros de empena, montantes, mãos-francesas e testeira. A carga do revestimento é aplicada como carga linear nos caibros, ou é gerada a malha de uma laje poligonal sobre a superfície da cobertura. Aberturas para torres, poços ou chaminés podem ser recortadas na cobertura (Seção 10); uma macro iguala as cotas superiores das paredes desenhadas nas bordas da abertura às vigas de contorno (Seção 11).

informação

Quais edições? O assistente de cobertura está disponível em todas as edições do StatiCAD (assim como os assistentes de tesoura e de terças). A opção de cobertura de aço (Seção 5.1) está disponível no StatiCAD Ultimate e no Hybrid; a opção de cobertura de aço leve, somente no StatiCAD Ultimate.

Os exemplos usam um edifício de concreto armado de três pavimentos, de 20 × 10 m: os eixos das vigas do último pavimento são tomados como polígono de cobertura e é montada uma cobertura de quatro águas com inclinação de 33%.

2. Como funciona?

2.1. Geometria da cobertura

O polígono de cobertura é a linha de apoio: o eixo da parede ou da viga sobre o qual se apoiam os pés dos caibros. Cada lado recebe uma inclinação (em porcentagem); em um lado marcado como empena, a superfície da cobertura é vertical (a parede de empena de uma cobertura de duas águas). O assistente desloca os lados para fora, na medida do beiral, para obter a linha do beiral, e monta a cobertura pelo método do esqueleto reto ponderado (weighted straight skeleton): a superfície de cada lado sobe com sua própria inclinação, e as linhas em que as superfícies se encontram tornam-se a cumeeira (horizontal), os espigões (cantos convexos) e os rincões (cantos côncavos). O método fornece a cobertura correta também em plantas não retangulares (em L, T e U e polígonos com lados oblíquos); inclinações diferentes nos lados e empenas podem ser combinadas.

O beiral é uma medida horizontal e vale para os lados com a inclinação padrão; nos lados com inclinação diferente, o beiral é ajustado de modo que a borda do beiral fique na mesma cota em todas as águas (linha de calha contínua). Os lados de empena são prolongados ainda pelo “beiral da empena”; a cumeeira e as terças ultrapassam a parede de empena e suas extremidades são ligadas pelo caibro de empena.

2.2. Elementos

Elemento	Disposição	Ligação
Caibro	Em cada água, perpendicular ao beiral, com o espaçamento informado, simétrico em relação ao meio da água. Encurtado junto aos espigões e rincões (caibros curtos).	Dividido na linha de apoio e nos cruzamentos com as terças (viga contínua). Articulado na extremidade da cumeeira/espigão/rincão. A extremidade do beiral fica em balanço.
Terça	Curvas de nível: nas mesmas cotas em todas as águas, formando um anel que se une nos espigões e rincões. Uma terça muito próxima do topo de uma água é omitida (a viga de cumeeira é suficiente).	No plano dos eixos dos caibros (concêntrica). Extremidades articuladas. Dividida nos pontos dos montantes e das mãos-francesas.
Cumeeira / espigão / rincão	Linhas do esqueleto. Os trechos colineares formam um único elemento.	Divididos na linha de apoio, nas extremidades das terças e nos pontos dos montantes.
Caibro de empena	Ao longo da linha externa do beiral da empena.	Seção do caibro.
Montante	Sob as terças e a cumeeira; extremidade inferior na cota superior do pavimento (Seção 6).	Base articulada, topo contínuo; tipo “Montante de Tesoura” do StatiCAD (não recebe apoio automático).
Mão-francesa	De cada montante para os dois lados, ao longo da terça/cumeeira que ele sustenta; com o ângulo informado em relação ao montante.	Articulada nas duas extremidades (apenas esforço axial). Encurtada com o mesmo ângulo se não couber no montante.
Testeira	Ao longo da linha do beiral; liga as pontas dos caibros.	Contínua.
Frechal	Ao longo da linha de apoio (opcional, desativado por padrão).	Coincide com a viga de concreto armado, se houver uma na linha de apoio.
Viga de contorno da abertura	Ao longo da borda de uma abertura na cobertura, no plano da cobertura (Seção 10).	Dividida nas extremidades dos elementos cortados, que são articulados a ela. Em uma abertura dentro de uma única água, é articulada aos caibros laterais; nas demais aberturas, seus cantos são rígidos.
Caibro lateral	Nos dois lados de uma abertura dentro de uma única água, com comprimento total ao longo da inclinação (Seção 10.3).	Como um caibro, com a seção da viga de contorno.
Pilar de madeira (cobertura independente)	Sob cada nó de caibro, de espigão/rincão e de empena situado na linha de apoio, a partir da base do pavimento (Seção 4.3).	Tipo Pilar/Montante de Madeira: a base recebe apoio automático, o topo é contínuo.

2.3. Ligação ao modelo de análise

No modelo de elementos finitos, dois elementos não se ligam se a extremidade de um não estiver sobre o outro. Por isso, o assistente cria explicitamente todos os pontos de ligação:

• Ajuste dos lados: a linha dos nós de elementos finitos de uma viga de borda fica sobre o seu eixo definido, e não no centro da viga (no exemplo, 12,5 cm para fora do centro). Com a opção “Ajustar os lados às linhas FEM das vigas” ativada (padrão), os lados do polígono são deslocados para a linha dos nós de uma viga paralela situada a até 30 cm; assim, os pés dos caibros e as extremidades dos espigões ficam ligados à viga.
• Divisão: os caibros são divididos nos cruzamentos com as terças; as terças e a cumeeira, nas extremidades dos montantes e das mãos-francesas; os espigões e os rincões, nas extremidades das terças.
• União: as extremidades a menos de 6 cm umas das outras são unidas (para que as vigas deslocadas dentro da tolerância de nós de 5 cm do programa não percam a ligação).
• Projeção do pilar: o programa liga ao eixo do pilar, por meio de uma viga fictícia, a extremidade de viga que cai dentro da projeção do pilar em planta. Essa ligação só é feita quando a extremidade da viga está dentro do intervalo de cotas do pilar; as extremidades de caibros, cumeeira e terças situadas bem acima do topo de um pilar não são ligadas ao pilar. Por isso, os caibros mantêm o comprimento total e o espaçamento regular também nos eixos dos pilares.

3. Abrir o assistente e o polígono de cobertura

O assistente é aberto de três maneiras: pelo botão Cobertura da barra de ferramentas esquerda (abaixo dos botões Tesoura e Terça), por Desenhar › Cobertura (assistente de cobertura automática)... e por Macros › Assistente de cobertura (cobertura automática).... A cobertura é montada no pavimento ativo; no pavimento de fundação, o assistente não é aberto.

O polígono de cobertura é informado de uma das duas maneiras a seguir:

1. Laje poligonal selecionada: se uma laje poligonal estiver selecionada em planta quando o assistente for aberto, seus cantos tornam-se o polígono de cobertura. Com a janela aberta, também é possível usar o botão “Da laje poligonal selecionada”. Nesse caso, a opção de revestimento passa automaticamente para “Gerar a malha da laje poligonal de origem sobre a cobertura”.
2. Desenho em planta: o botão “Desenhar em planta” fecha a janela; clique em sequência, na planta, nos cantos da linha de apoio (Shift: ortogonal). Um clique no primeiro ponto ou um clique com o botão direito fecha o polígono (no mínimo 3 pontos) e o assistente é aberto novamente. Os pontos intermediários situados sobre uma mesma reta são unidos.

Figura 2 – Assistente de cobertura: à esquerda, a pré-visualização em planta (águas, elementos, números dos lados); à direita, a aba Cobertura

4. Aba Cobertura

4.1. Inclinação e empenas

A Inclinação padrão (em porcentagem; ao lado é exibido o ângulo em graus) é a inclinação dos novos lados; “Aplicar a todos os lados (remove as empenas)” leva todos os lados a essa inclinação e remove as empenas. A tabela de lados mostra o comprimento, a inclinação e a situação de empena de cada lado. A célula de inclinação pode ser editada; o novo valor é aplicado com Enter ou ao passar para outra célula. Marcar a caixa Empena, ou clicar em um lado na pré-visualização, ativa ou desativa a empena (pelo menos um lado deve permanecer inclinado). Na pré-visualização, os números dos lados aparecem dentro de círculos; os lados de empena são roxos.

Figura 3 – Cobertura em L: as extremidades das duas alas são empenas, com um rincão no canto interno; a pré-visualização 3D é girada arrastando-se com o mouse

4.2. Beiral e nível de assentamento

Configuração	Descrição
Beiral (horizontal)	Projeção das pontas dos caibros para além da linha de apoio (padrão: 50 cm).
Beiral da empena	Projeção da cumeeira e das terças para além dos lados de empena (padrão: 30 cm).
Nível de assentamento	Topo do pavimento ativo (padrão): a cobertura se apoia na cota da laje/viga do último pavimento. Base do pavimento ativo (pavimento de cobertura): em um pavimento de cobertura separado, a cobertura se apoia na base do pavimento (sobre as vigas do pavimento inferior); em um pavimento sem lajes, o próprio assistente seleciona esta opção.
Desnível da linha de apoio	Altura dos pés dos caibros acima do nível de assentamento (p. ex., uma mureta).
Ajustar os lados às linhas FEM das vigas (≤ 30 cm)	Seção 2.3.
Madeira	Material de todos os elementos da cobertura (madeiras do projeto e da biblioteca).

perigo

Pavimento de cobertura separado e análise modal: Na análise modal com diafragma rígido, nenhum nó fica ligado ao nó mestre do diafragma de um pavimento de cobertura sem lajes; por isso, a solução modal pode não convergir. Quando a cobertura for analisada junto com o edifício, monte-a sobre o topo do último pavimento (padrão).

4.3. Análise de cobertura independente

Para analisar a cobertura sozinha, independentemente de um edifício (por exemplo, em um projeto vazio), marque Análise de cobertura independente (sem edifício). Nesse caso, são colocados pilares, a partir da base do pavimento, sob os nós que normalmente se apoiariam em vigas: os pés dos caibros atrás do beiral, os cantos dos espigões e dos rincões e os nós das terças e da cumeeira nas linhas de empena (Pilar/Montante de Madeira na cobertura de madeira, pilares de aço na cobertura de aço, pilares de aço leve na cobertura de aço leve). Eles entram como pilares, e não como montantes de tesoura; por isso, suas bases recebem apoios automáticos. A seção dos pilares é definida em “Pilar b × h” (madeira, padrão: 12 × 12 cm) ou com um perfil de pilar (aço, aço leve).

Os montantes sob as terças e a cumeeira também descem até a base do pavimento e tornam-se pilares de madeira; ao marcar a opção, a disposição dos montantes passa para “Espaçamento igual”. A cobertura se apoia no topo do pavimento ativo; o nível de assentamento e o ajuste às vigas não são usados (aparecem esmaecidos).

Figura 4 – Análise de cobertura independente: pilares de madeira a partir da base do pavimento sob os pés dos caibros e montantes que descem até a base do pavimento; à direita, a opção na aba Cobertura

informação

Número de pilares e análise: Como é colocado um pilar sob cada pé de caibro, o espaçamento dos pilares é igual ao dos caibros (80 pilares no exemplo de 12 × 8 m). Em um projeto vazio, a análise de coberturas de quatro águas de 10 × 6 m e de 45 × 24 m foi concluída sem avisos de elemento sem apoio nem de matriz singular; as bases dos pilares receberam apoios engastados.

5. Aba Elementos

Nesta aba, informam-se o espaçamento e a seção dos caibros; as terças (ativação, espaçamento horizontal na inclinação padrão, seção), a viga de cumeeira, os espigões/rincões, o caibro de empena, a testeira e o frechal são ativados ou desativados individualmente, e suas seções (b × h, cm) são informadas. Seções padrão: caibro 5 × 10 (espaçamento de 50 cm), terça 10 × 12, cumeeira 12 × 16, espigão/rincão 10 × 16, montante 10 × 10, mão-francesa 8 × 10, testeira 3 × 15.

As cotas das terças são obtidas dividindo-se igualmente a altura do ponto mais alto da cobertura: o espaçamento é a distância horizontal na inclinação padrão (p. ex., 200 cm × 33% → passo de cota de no máximo 66 cm). A linha de resumo mostra o passo de cota real.

Figura 5 – Abas Elementos, Montantes e Carga / revestimento

5.1. Coberturas de aço e de aço leve

Quando o Tipo de material da aba Cobertura é definido como Aço ou Aço leve (aço: Ultimate e Hybrid; aço leve: somente Ultimate), as caixas b × h das abas Elementos, Montantes e Aberturas são substituídas por uma família de perfis e um perfil para cada grupo de elementos; a seção dos pilares da cobertura independente também passa a ser um perfil. A lista de materiais mostra as classes de aço (padrão: S235). Ao mudar o tipo, o material, os perfis e a disposição (espaçamento dos caibros e das terças, montantes, mãos-francesas) voltam aos padrões do tipo; as configurações de inclinação, polígono, beiral, aberturas e carga são mantidas.

Tipo	Disposição	Perfis padrão
Aço	Os caibros principais são espaçados igualmente ao longo de cada água, a no máximo 400 cm; as terças (150 cm em planta) ficam sobre os caibros; terças, cumeeira e testeira se apoiam sobre os caibros com excentricidade de eixo (offset, Seção 5.2). Terças, cumeeira e testeira são divididas em vãos em cada caibro principal e na linha de apoio (Lb = vão; contínuas no modelo de elementos finitos). Montantes e mãos-francesas ficam desativados; a carga do revestimento vai para as terças (Seção 7).	Caibro IPE 200, terça IPE 120, cumeeira IPE 160, espigão/rincão IPE 200, testeira UPN 120, frechal IPE 160, montante HE 100 A, mão-francesa IPE 100, pilar HE 160 A
Aço leve	Equivalente à disposição da cobertura de madeira: caibros C/Σ a cada 60 cm, terças abaixo dos caibros, montantes e mãos-francesas ativados; a carga do revestimento vai para os caibros. Mesa superior do caibro parafusada ao revestimento (contida lateralmente) vem marcada por padrão (sem flambagem lateral com torção sob momento positivo); desmarque-a se o revestimento não for parafusado.	Caibro, terça, cumeeira, frechal CC C150x80x20x2; espigão/rincão CC C200x80x16x2; testeira, montante, mão-francesa CC C100x60x18x2; pilar CC C150x80x21x2,5

Figura 5a – Cobertura de aço (cobertura de quatro águas de 12 × 8 m, 30%): caibros principais igualmente espaçados, terças a cada 150 cm; perfis por grupo

Figura 5b – Cobertura de aço leve: caibros C a cada 60 cm, mesa superior do caibro parafusada ao revestimento

Escolher “(caibro)” na linha da viga de contorno dá à viga de contorno o perfil do caibro. A linha de resumo mostra o peso total (kg). Os elementos de aço passam pela verificação de elementos de aço, e os de aço leve, pela verificação de elementos de aço leve; o destaque e a contagem de elementos insuficientes (Seção 9.3) funcionam nos dois tipos.

perigo

Cumeeira de uma cobertura de aço de duas águas: Em uma cobertura de aço de duas águas sem montantes, a viga de cumeeira é uma viga portante entre as paredes de empena e os pares de caibros. Em um exemplo de 10 × 8 m, a cumeeira padrão IPE 160 (e as terças UPN 100, se escolhidas) é insuficiente; adicione montantes sob uma cumeeira longa ou use um perfil de cumeeira maior. Uma cobertura de quatro águas de 12 × 8 m com os perfis padrão não tem elemento insuficiente (maior razão 0,32, caibro IPE 200; 0,28 nas terças).

5.2. Excentricidade de eixo (offset)

As opções de Excentricidade de eixo (offset), no final da aba Elementos, incluem no modelo a excentricidade das terças, da viga de cumeeira e da testeira em relação aos caibros. O nó de elementos finitos continua compartilhado com o caibro (a divisão dos elementos e as ligações não mudam); apenas o eixo do elemento é deslocado com um offset (ofset2). A excentricidade entra na análise quando a opção “Considerar os valores de Offset1 e Offset2 na matriz de rigidez do sistema” está ativada em Configurações Gerais do Projeto (padrão), e a vista 3D desenha o elemento deslocado.

Opção	Cobertura de aço (ativada por padrão)	Cobertura de madeira e de aço leve (desativada por padrão)
Terça	As terças se apoiam sobre os caibros: eixo na face superior do caibro + hterça/2	Os caibros se apoiam nas terças: eixo da terça na face inferior do caibro − hterça/2
Cumeeira	A viga de cumeeira se apoia sobre os caibros	Os caibros se apoiam na viga de cumeeira (cumeeira embaixo)
Testeira	A testeira se apoia sobre as extremidades dos caibros	(sem opção: a testeira é a tábua nas extremidades dos caibros)

As faces superior e inferior de um caibro inclinado ficam, na vertical, a h_caibro/(2·cos α) de seu eixo; para as terças, usa-se a inclinação da água, e para a cumeeira e a testeira, a inclinação padrão. Exemplo: caibro IPE 200, terça IPE 120, inclinação de 30% → eixo da terça 10,44 + 6 = 16,44 cm acima do nó; caibro de madeira 5 × 10, terça 10 × 12 → 5,22 + 6 = 11,22 cm abaixo. As opções são salvas com o projeto.

Figura 5c – Opções de excentricidade de eixo de uma cobertura de aço (elementos sobre os caibros)

6. Montantes e mãos-francesas

Os montantes são colocados sob as terças e a viga de cumeeira. Há duas disposições:

Disposição	Descrição
Sobre as linhas das vigas de apoio (padrão)	O montante é colocado no ponto em que a terça/cumeeira cruza, em planta, uma viga situada na cota superior do pavimento; sua extremidade inferior se apoia na linha dos nós da viga e, na análise, fica ligada à viga. Para uma terça/cumeeira sem viga embaixo, o resumo exibe um aviso.
Espaçamento igual	Os montantes são distribuídos de forma igual, sem exceder o espaçamento informado. Se não houver viga sob suas extremidades inferiores, eles ficam sem apoio na análise (a casca da laje não recebe nó interno); o programa emite um aviso.

As mãos-francesas são colocadas de cada montante para os dois lados do elemento que ele sustenta, com o ângulo informado em relação ao montante (padrão: 45°) e com o comprimento horizontal informado (padrão: 60 cm). Se o comprimento vertical não couber no montante, a mão-francesa é encurtada com o mesmo ângulo; o lado muito próximo do montante vizinho é omitido.

dica

Vão da terça: Quando os montantes são colocados apenas sobre as linhas das vigas de apoio, o vão da terça pode chegar ao espaçamento entre as vigas (6,5 m no exemplo). Depois das verificações dos elementos, se necessário, escolha o espaçamento igual e adicione vigas sob os montantes, ou aumente a seção da terça.

7. Aba Carga / revestimento

Opção	Descrição
Como carga linear nos caibros	Cada caibro recebe, em uma largura igual ao seu espaçamento, a carga do revestimento G (na superfície da cobertura, kg/m²) e a carga de neve (na projeção horizontal, kg/m² × cos α) como cargas lineares (cargas G e Q adicionais da viga, kg/m). Padrões: G = 50, neve = 75 kg/m².
Gerar a malha da laje poligonal de origem sobre a cobertura	Se o polígono de cobertura foi obtido de uma laje poligonal, a laje é ajustada à superfície da cobertura com uma malha triangular baseada nas cotas das extremidades das vigas (o mesmo que Macros › Gerar a malha da laje poligonal conforme as cotas das extremidades das vigas (TIN - revestimento da cobertura); veja Ajuste Automático das Cotas do Revestimento da Cobertura e dos Montantes). As cargas são os valores G/Q da própria laje; para o revestimento, use uma laje fina e leve (p. ex., OSB). Os nós situados abaixo da superfície da cobertura (bases dos montantes, mãos-francesas, banzos inferiores de tesouras, vigas de pavimento sob a cobertura) não são usados na malha; sua quantidade é informada no resumo. As aberturas na cobertura situadas dentro da laje são recortadas da malha (Seção 10.2).
Sem carga	Nenhuma carga adicional é aplicada aos elementos da cobertura (apenas o peso próprio).

Na cobertura de aço, a opção “Como carga linear nos caibros” carrega as terças: cada terça recebe as cargas lineares do revestimento (na superfície da cobertura) e da neve (em planta) na largura do seu espaçamento, a viga de cumeeira recebe a faixa da cumeeira (meio espaçamento em cada água) e a testeira recebe a faixa do beiral (beiral + meio espaçamento). Se a testeira ou a viga de cumeeira estiver desativada, essa faixa é somada à terça mais baixa ou à mais alta; em uma cobertura sem terças, a carga vai para os caibros principais. No exemplo de quatro águas de 12 × 8 m, a carga total do revestimento é de 6299 kg (superfície da cobertura de 122 m² × 50 kg/m² = 6108 kg; a diferença é o meio espaçamento junto à linha de apoio, também atribuído à testeira, a favor da segurança).

Grupo de seleção: todos os elementos são colocados em um único grupo de seleção (ROOF-01, ROOF-02 …; o prefixo pode ser alterado); o grupo pode ser selecionado e excluído. Se “Excluir e substituir a cobertura anterior” estiver marcada, a cobertura aberta (ou a cobertura anterior no mesmo polígono) é excluída e a nova é montada com o mesmo nome (Seção 9).

8. Criação da cobertura e resultado

“Criar cobertura” adiciona os elementos ao modelo; a janela de resultados mostra o nome do grupo, o número de vigas e de montantes, a lista de elementos e os avisos. Um registro de desfazer é criado antes e depois da operação: Desfazer remove a cobertura em uma única etapa.

Figura 6 – Cobertura de quatro águas de exemplo (pré-visualização 3D): anel de terças, cumeeira, espigões, montantes sobre as linhas das vigas e mãos-francesas

9. Abrir e alterar uma cobertura salva

O polígono e todas as configurações de cada cobertura montada pelo assistente são salvos no arquivo do projeto (V10.0.7.1 e posteriores; .sbd e .sy4). Quando o projeto é fechado e aberto novamente, o botão Cobertura não abre o assistente vazio: configurações como caibros, terças e montantes podem ser alteradas e a mesma cobertura pode ser montada novamente.

9.1. Abrir uma cobertura salva

Ao abrir o assistente, a cobertura é escolhida nesta ordem:

1. Se um elemento da cobertura estiver selecionado em planta ou na vista 3D (caibro, terça, montante…), essa cobertura é aberta.
2. Se houver uma cobertura montada sobre a laje poligonal selecionada, essa cobertura é aberta.
3. Caso contrário, é aberta a última cobertura montada ou aberta no pavimento ativo nesta sessão.
4. Caso contrário, é aberta a última cobertura salva do pavimento ativo; se o pavimento não tiver cobertura, o assistente é aberto vazio para uma nova cobertura.

A lista Cobertura, acima da pré-visualização, mostra todas as coberturas salvas do projeto (nome do grupo e pavimento); escolher outra cobertura carrega seu polígono e suas configurações. — Nova cobertura — limpa o polígono (as configurações permanecem) para que uma nova cobertura possa ser desenhada.

Figura 7 – Depois de reabrir o projeto, o botão Cobertura abre a cobertura salva CATI-01 com seu polígono e suas configurações; o botão passa a ser “Atualizar cobertura”

9.2. Atualizar a cobertura

Com uma cobertura salva aberta, Atualizar cobertura exclui todos os elementos da cobertura antiga e a monta novamente com as novas configurações, com o mesmo nome de grupo (p. ex., ROOF-01); um único Desfazer a restaura. Se “Excluir e substituir a cobertura anterior” for desmarcada, a cobertura antiga permanece e uma segunda cobertura (ROOF-02) é montada com as novas configurações.

perigo

Edições manuais: A cobertura é gerada novamente a partir de suas configurações a cada atualização. As edições manuais nos elementos da cobertura (elementos movidos, excluídos ou com a seção alterada) são perdidas na atualização; altere as seções na aba Elementos do assistente.

9.3. Elementos insuficientes

Após uma análise, os elementos da cobertura aberta que não atendem à verificação de vigas/pilares de madeira na última análise são desenhados em vermelho na pré-visualização (planta e 3D), e seu número aparece acima da pré-visualização (p. ex., “Última análise: 49 / 177 elementos insuficientes”). As linhas vermelhas são as posições dos elementos existentes no modelo; a exibição é desligada assim que uma configuração é alterada, pois os elementos mudam de posição com as novas configurações. Sem análise, o assistente mostra “Execute a análise para mostrar os elementos insuficientes”.

Figura 8 – Caibros, terças e espigões insuficientes de uma cobertura com seções fracas, mostrados em vermelho após a análise

informação

Assistentes de tesoura e de terças: As configurações dos assistentes de tesoura e de terças também são salvas no arquivo. Macros › Editar tesoura selecionada abre uma tesoura salva com suas próprias configurações (o título da janela mostra o número de elementos insuficientes na última análise). Se o assistente de terças for aberto com uma terça selecionada, ele abre esse grupo de terças com suas configurações e com as tesouras em que ele se apoia marcadas; Atualizar terças monta o grupo novamente com o mesmo nome.

dica

Coberturas montadas com uma versão anterior: As coberturas montadas antes da V10.0.7.1 não têm configurações no arquivo; ao selecionar um elemento de uma cobertura assim e abrir o assistente, é exibida uma observação. Para alterá-la com o assistente, monte uma nova cobertura e exclua o grupo antigo.

10. Aberturas na cobertura

Uma abertura é recortada na cobertura para uma torre, uma caixa de elevador ou de escada, uma chaminé ou uma janela de cobertura. Uma cobertura pode ter qualquer número de aberturas. Elas são gravadas no registro da cobertura (Seção 9) e aplicadas novamente sempre que a cobertura é atualizada.

10.1. Desenhar uma abertura

As aberturas são listadas na aba Aberturas, a última aba do assistente (O1, O2 …: número de cantos e dimensões em planta). O polígono de cobertura deve estar definido antes de se desenhar uma abertura.

1. Pressione Desenhar uma abertura em planta; a janela se fecha. Clique em sequência, na planta, nos cantos da abertura (Shift: ortogonal). Um clique no primeiro ponto ou um clique com o botão direito fecha o polígono (no mínimo 3 pontos).
2. O assistente é aberto novamente, com a abertura na lista e os elementos cortados na pré-visualização. A abertura deve ser desenhada no pavimento da cobertura; uma abertura desenhada em outro pavimento não é adicionada.
3. Criar cobertura ou Atualizar cobertura monta a cobertura com suas aberturas.

Excluir selecionada remove a abertura selecionada na lista e Excluir todas remove todas as aberturas. Uma abertura pode ultrapassar a borda da cobertura (uma torre que corta o beiral): a parte situada fora da cobertura é mostrada com uma linha vermelha tracejada na pré-visualização e não recebe elementos.

Figura 9 – Aba Aberturas: O1 dentro de uma única água (caibros laterais nos dois lados), O2 sobre a cumeeira, O3 uma torre que corta o beiral; vigas de contorno em magenta, o resumo e o aviso na parte inferior

10.2. Elementos cortados e vigas de contorno

• Os caibros, as terças, a cumeeira, os espigões, os rincões, os caibros de empena, a testeira e os frechais que atravessam uma abertura são cortados em sua borda; as extremidades cortadas são articuladas. Nenhum montante é colocado dentro de uma abertura.
• Uma viga de contorno da abertura percorre a borda da abertura, no plano da cobertura. Os elementos cortados terminam na viga de contorno, que é dividida nesses pontos; assim, eles ficam ligados na análise. Sua seção é definida em Seção da viga de contorno b × h; se o campo ficar vazio, usa-se a seção do caibro.
• No modo de carga linear nos caibros, nenhuma carga de revestimento é aplicada na abertura (os caibros terminam em sua borda). Se o revestimento for uma laje poligonal com malha gerada sobre a cobertura (Seção 7; Macros › Gerar a malha da laje poligonal conforme as cotas das extremidades das vigas), as aberturas situadas dentro do polígono da laje são recortadas da malha: são colocados nós ao longo da borda da abertura, a malha acompanha a borda e não resta nenhum triângulo nem carga de revestimento na abertura. Em uma abertura que atravessa o contorno da laje (p. ex., uma torre que atravessa a linha de apoio), o contorno da malha é recortado ao longo da borda da abertura. Somente uma abertura que contenha um vértice do polígono da laje não é recortada; a janela de resultados emite um aviso e, para uma abertura assim, desenhe o polígono da laje por fora dela ou use o modo de carga linear nos caibros.

O resumo conta o que foi cortado, por exemplo: “3 abertura(s): 7 caibro(s) cortado(s), 2 caibro(s) lateral(is); 1 terça(s) cortada(s), sua carga é levada pelo quadro da abertura; 1 linha(s) de cumeeira/espigão/rincão/empena cortada(s)”.

10.3. Tipos de abertura

Abertura	Onde	Caminho das cargas
Abertura dentro de uma água (janela de cobertura, chaminé pequena)	Dentro de uma única água, a pelo menos 10 cm de seu contorno.	Caibros laterais de comprimento total (com a seção da viga de contorno) percorrem a inclinação nos dois lados da abertura. As vigas de contorno são articuladas a eles, e os caibros e as terças cortados se apoiam nesse quadro. Um caibro normal a menos de 10 cm de um caibro lateral é omitido e sua carga vai para o caibro lateral. A cobertura se sustenta sozinha; não é necessária nenhuma parede na abertura.
Abertura geral (torre, poço, chaminé grande)	Atravessa uma linha de cumeeira, espigão, rincão, empena ou beiral, ou se sobrepõe a outra abertura ao longo da inclinação.	Sem caibros laterais. A viga de contorno é dividida onde atravessa o limite de uma água, e cada trecho fica no plano de sua própria água; os cantos são rígidos. As vigas de contorno devem ser sustentadas por paredes, paredes estruturais ou um pórtico desenhados na abertura (Seção 10.4); o resumo emite um aviso sobre isso.

Figura 10 – A mesma cobertura na pré-visualização 3D: as vigas de contorno ficam nos planos das águas; na abertura sobre a cumeeira (O2), a viga de contorno se quebra na cumeeira

10.4. Paredes, paredes estruturais ou pórticos na abertura

Em uma abertura geral, é você quem desenha os elementos que sustentam as vigas de contorno: paredes de alvenaria, paredes estruturais de concreto armado ou um pórtico de vigas e pilares. Para que os nós das vigas de contorno se liguem a eles na análise:

1. Eixo: desenhe a parede ou a parede estrutural sobre a borda da abertura; seu eixo no modelo de análise deve ficar sobre a linha da viga de contorno. Se o eixo estiver mais distante da viga de contorno do que a tolerância de nós de elementos finitos (5 cm por padrão), os nós não se unem. Se os eixos das paredes forem conhecidos, o caminho mais fácil é desenhar a abertura sobre esses eixos.
2. Cota superior: a borda superior da parede deve estar na cota da viga de contorno. Uma viga de contorno inclinada significa que as duas extremidades da parede têm cotas superiores diferentes; em vez de informá-las manualmente, use Macros › Igualar as cotas superiores das paredes selecionadas às cotas das vigas (Seção 11).
3. Pórtico: se pilares sustentarem as vigas de contorno, coloque-os nos cantos da abertura e leve seus topos às vigas de contorno com Macros › Igualar as cotas superiores dos montantes/pilares selecionados às cotas das vigas.

Exemplo: quando paredes de alvenaria são desenhadas nas bordas de uma abertura dentro de uma água e de uma abertura sobre a cumeeira e suas cotas superiores são ajustadas com a macro (que divide na cumeeira as paredes que atravessam a cumeeira), todos os nós da cobertura situados nas bordas das aberturas ficam ligados às paredes, tanto no modelo de parede em casca quanto no modelo de parede em barras, e a análise não acusa elementos sem apoio.

Figura 11 – Modelo de elementos finitos (da análise): (a) abertura dentro de uma água, os topos das paredes acompanham a inclinação da viga de contorno; (b) abertura sobre a cumeeira, paredes divididas na cumeeira. Cinza: cascas das paredes; magenta: vigas de contorno e caibros laterais; marrom: demais elementos da cobertura; verde: nós das bordas da abertura ligados às paredes

11. Igualação das cotas superiores das paredes às cotas das vigas

Macros › Igualar as cotas superiores das paredes selecionadas às cotas das vigas (logo abaixo da macro de montantes/pilares) leva a cota superior das paredes e paredes estruturais selecionadas à cota da viga que corre ao longo de seu eixo. Seu uso principal são as paredes nas bordas de uma abertura na cobertura: a borda superior da parede acompanha a viga de contorno inclinada e, na análise, a viga de contorno fica apoiada na parede. A macro está disponível em todas as edições.

11.1. Uso

1. Defina o pavimento das paredes como pavimento ativo e selecione as paredes e paredes estruturais a ajustar. Se nenhuma estiver selecionada, a macro pede confirmação para processar todas as paredes do pavimento ativo.
2. Execute a macro. Para cada parede, ela procura vigas do mesmo pavimento ao longo do eixo da parede no modelo de análise: paralelas à parede em planta, com as duas extremidades próximas do eixo (dentro de metade da espessura da parede, no mínimo a tolerância de nós) e sobrepostas à parede. Vigas de contorno, caibros, terças e vigas de concreto armado são todos considerados.
3. As cotas superiores das extremidades esquerda e direita da parede são igualadas à cota da viga nesses pontos. Se houver várias vigas no eixo, adota-se a mais alta; entre vigas na mesma cota, prevalece a mais próxima do eixo (a viga de contorno, e não um caibro que passa ao lado da abertura no mesmo plano). As cotas são relativas ao topo do pavimento, como nos campos de cota superior da parede.
4. A janela de resultados lista as cotas antigas e novas de cada parede e as vigas em que ela se apoia (Figura 12). Desfazer reverte a operação em uma única etapa.

Figura 12 – As 8 paredes nas bordas de O1 e O2 na cobertura da Figura 9: as paredes de O1 (WB05–WB08) agora acompanham as vigas de contorno; em O2, as paredes paralelas à cumeeira (WB09, WB11) foram levadas a 122,5 cm, as paredes que atravessam a cumeeira (WB10, WB12) foram divididas em duas na cumeeira (novas partes WB13, WB14) e cada parte acompanha a viga de contorno no plano de sua própria água

perigo

Ao informar manualmente um topo inclinado: A extremidade “esquerda” de uma parede é a primeira extremidade que o programa armazena para ela (a de menor x em uma parede horizontal, a de maior y em uma parede vertical); não depende do sentido do desenho. Se as extremidades forem trocadas, a parede é montada com a inclinação invertida e parte dos nós da viga de contorno não fica ligada a ela. A macro faz sozinha a correspondência das extremidades.

11.2. Paredes que não são alteradas

Na janela de resultados	Significado	O que fazer
já igual	As cotas superiores já estão na cota da viga.	—
sem viga no eixo	Não foi encontrada nenhuma viga ao longo do eixo da parede; as paredes são listadas pelo nome no final da janela.	Verifique se a parede está sobre a linha da viga de contorno e se a cobertura está no mesmo pavimento.
ficaria abaixo da cota inferior	A cota da viga está abaixo da base da parede.	Verifique o pavimento da parede e o da cobertura.
cota da viga quebrada ao longo da parede	A viga tem duas inclinações diferentes ao longo da parede: a abertura atravessa a cumeeira ou um espigão. A própria macro divide uma parede assim no ponto de quebra (Seção 11.3); esta linha só aparece para uma parede que não pode ser dividida porque uma das partes ficaria com menos de 10 cm.	Ajuste a parede ou a abertura de modo que o ponto de quebra não caia na extremidade da parede.
viga apenas em parte da parede	A viga cobre apenas parte do comprimento da parede (p. ex., 25%); é indicado o ponto em que a viga termina.	Divida a parede nesse ponto e execute a macro para a parte sob a viga.

Na linha de uma parede alterada, podem aparecer duas observações entre colchetes:

• há também uma viga mais baixa no eixo, adotada a mais alta: outra viga (p. ex., uma viga de pavimento ou uma viga de amarração) está na mesma linha, abaixo da viga de contorno; a parede é prolongada até a viga mais alta.
• o eixo da viga está a … cm da linha FEM da parede: a cota foi ajustada, mas o eixo da viga está mais distante do eixo da parede do que a tolerância de nós, e os nós não se unem. Leve a parede ou a abertura para uma mesma linha.

11.3. Divisão das paredes na cumeeira

Em uma abertura que atravessa a cumeeira ou um espigão, a viga de contorno passa para duas águas; por isso, nas paredes perpendiculares à cumeeira, a cota se quebra na cumeeira. Como uma borda superior reta não pode acompanhar duas inclinações, a macro divide essa parede em duas paredes no ponto de quebra (a cumeeira) e iguala o topo de cada parte à viga de contorno no plano de sua própria água. A janela de resultados lista as duas partes com a observação “dividida” e o ponto de divisão (WB10 e WB12 na Figura 12).

• A divisão é feita da mesma forma que pelo botão Duv.Böl do programa (dividir as paredes do pavimento nas interseções): a nova parte recebe todas as propriedades da parede (material, espessura, cargas, armadura) e é nomeada como a última parede do pavimento. Os prolongamentos de extremidade das partes no ponto de divisão são zerados.
• Uma parede que se quebra em vários pontos (p. ex., em uma abertura que atravessa a cumeeira e um espigão) é dividida em cada ponto.
• Desfazer reverte as divisões e as alterações de cota em uma única etapa.
• Se a viga cobrir apenas parte da parede, a macro não a divide; informa o ponto em que a viga termina.

O modelo da Figura 11(b) foi montado dessa forma: as bordas superiores das partes se encontram na cumeeira.

12. Notas de análise

• Nas coberturas de exemplo de quatro águas e de duas águas, a análise foi concluída sem avisos: nenhum grupo de elementos sem apoio, nenhuma matriz de rigidez singular e análise modal normal.
• A taxa de “Ocorreu um erro parcial durante a transferência de cargas” pode mudar com a cobertura: trata-se de uma verificação de totais no caminho de cargas clássico (carga total do pavimento comparada com a carga que chega aos elementos verticais do pavimento térreo). Como os montantes se apoiam em vigas, a carga da cobertura não é acompanhada no caminho clássico; a solução de elementos finitos não é afetada.
• A informação “eixos de cálculo que têm grelha de madeira mas não têm definição de vibração” decorre das vigas de madeira situadas sobre as lajes do último pavimento; a cobertura não exige verificação de vibração.
• Os caibros, as terças e os demais elementos são verificados pelo dimensionamento de vigas e pilares de madeira; atualize as seções de acordo com os resultados.

13. Limitações

• As configurações são salvas com o projeto (V10.0.7.1 e posteriores). Como a cobertura é gerada novamente a partir de suas configurações a cada atualização, as edições manuais em seus elementos não são mantidas. As coberturas montadas com uma versão anterior não têm configurações no arquivo.
• Ainda não estão disponíveis trapeiras, ripas, tirantes entre caibros (cobertura sem terças) e contraventamento dos montantes.
• Coberturas de aço e de aço leve: não há verificação de ligações (chapa de nó, solda, parafuso; no aço leve, parafusos autobrocantes); não são montados contraventamentos de estabilidade no plano da cobertura nem vigas de travamento. Para uma cobertura de aço leve formada por uma série de tesouras, use os assistentes de tesoura e de terças.
• Aberturas na cobertura: a malha da laje de revestimento (Seção 7) não recorta uma abertura que contenha um vértice do polígono da laje (desenhe o polígono da laje por fora da abertura). A borda de uma abertura não se ajusta sozinha a um eixo de parede desenhado depois; desenhe a abertura sobre os eixos das paredes.
• Na cobertura independente, é colocado um pilar sob cada pé de caibro; ainda não está disponível uma disposição com pilares mais espaçados sustentando uma viga de frechal.
• Polígonos com lados curvos não são suportados; se um lado muito curto, combinado com um beiral grande, fizer a linha do beiral se autointerceptar, o assistente emite um aviso.