Como são dimensionadas as colunas das fachadas cortina?

O dimensionamento dos montantes da fachada cortina é uma parte importante do projeto de uma fachada segura, eficiente e visualmente consistente. O tamanho correto do montante deve suportar as cargas de vento especificadas, controlar a deflexão, acomodar o sistema de envidraçamento e atender aos requisitos arquitetônicos do projeto.

No entanto, não existe um tamanho de montante único que funcione para todas as fachadas cortina. Um perfil adequado para um edifício comercial de baixa altura pode não fornecer rigidez suficiente para uma fachada mais alta com painéis de vidro maiores.

Para arquitetos, incorporadores, empreiteiros e equipes de compras, entender o processo de dimensionamento ajuda a identificar o perfil de alumínio correto e evitar custos desnecessários com materiais ou problemas de desempenho.

O que determina o dimensionamento dos montantes da fachada cortina?

O dimensionamento dos montantes da fachada cortina depende de vários fatores-chave de projeto, e não apenas da altura do piso:

• Vão entre montantes: O vão é a distância entre os pontos de apoio da estrutura. Vãos maiores aumentam a flexão, o que pode exigir um perfil mais profundo, reforço ou apoios ajustados.
• Cargas de vento de projeto: A pressão do vento é um fator primordial e varia de acordo com a altura, localização e normas do edifício. Os perfis devem ser verificados quanto às pressões internas e externas específicas, nunca utilizando valores genéricos de outros projetos.
• Largura do vidro (largura tributária): A largura do painel de vidro determina a carga transferida para a travessa. Para travessas internas, essa largura é normalmente metade da distância até as travessas adjacentes. Travessas de borda e de canto exigem cálculos separados devido às diferentes distribuições de carga.
• Critérios de Deflexão: As colunas precisam de rigidez adequada, não apenas resistência. A flexão excessiva pode comprometer o vidro, as vedações e a impermeabilização. Os limites permitidos são definidos por códigos de construção e normas do setor, como a AAMA TIR-A11-15.
• Peso do vidro e outras cargas: O sistema deve levar em consideração o caminho real da carga, incluindo o peso próprio do vidro, a movimentação da estrutura e a dilatação térmica. Os engenheiros devem identificar as forças específicas que atuam em cada elemento, em vez de assumir cargas uniformes.

Dimensões da fachada cortina: largura, profundidade, espessura e vão.

As dimensões dos montantes descrevem diferentes características da estrutura. Uma face visível estreita não significa necessariamente uma seção estrutural rasa ou leve. Guia da PRANCE para componentes de fachada cortina Explica por que os desenhos de elevação, por si só, não revelam a profundidade da estrutura, a armadura ou as conexões.

Dimensionamento das cargas das colunas da fachada cortina: o que deve ser incluído?

A pressão do vento é frequentemente a carga determinante para o dimensionamento de montantes. Painéis de vidro e opacos recebem a pressão ou sucção do vento e a transferem através da estrutura e das ancoragens para a estrutura do edifício.

A pressão de projeto deve levar em consideração a localização, a elevação, a exposição e a zona da fachada do projeto. Áreas de canto podem sofrer maior sucção do que áreas centrais da parede, portanto, uma única pressão não deve ser aplicada automaticamente a todas as elevações.

Outras ações relevantes podem incluir o peso próprio da fachada cortina, os efeitos sísmicos e as cargas associadas aos equipamentos de manutenção predial. Sua relevância e os caminhos de carga dependem do sistema selecionado. Guia de design da revista STRUCTURE Identifica esses fatores como considerações comuns, juntamente com o vento.

O peso do vidro também exige um caminho de suporte definido. Os blocos de fixação transferem o peso do vidro para a sua estrutura de suporte; as conexões das travessas, os montantes e as ancoragens devem então ser verificados quanto às cargas a que estão atribuídos.

Como é calculado o vão entre os montantes de uma fachada cortina?

O vão entre os montantes é determinado pela distância entre seus apoios efetivos e pelo comportamento estrutural do sistema de enquadramento selecionado.

Em uma configuração simplificada de piso a piso, uma coluna vertical pode ser modelada como uma viga que se estende entre pontos de apoio em pisos sucessivos. Outras configurações podem usar elementos contínuos, diferentes condições de suporte ou conexões unitizadas especializadas.

Antes de calcular o vão entre os montantes da fachada cortina, confirme:

• As posições de cada suporte estrutural
• Os componentes são simplesmente apoiados, contínuos ou em balanço.
• É necessário considerar se é preciso levar em conta múltiplos vãos ou condições de carga diversas.
• A capacidade das partes de conexão de transferir forças e acomodar deslocamentos.

Esses detalhes são importantes porque o mesmo comprimento físico de montante pode produzir comportamentos estruturais diferentes sob diferentes condições de suporte.

Selecione a profundidade correta da travessa da fachada cortina.

A seleção da profundidade dos montantes é, principalmente, uma questão de alcançar a rigidez e o desempenho estrutural necessários, atendendo simultaneamente às restrições arquitetônicas e de construção.

Um perfil mais profundo pode aumentar a rigidez à flexão quando a seção transversal é projetada de forma eficaz. No entanto, a profundidade por si só não determina se uma travessa é adequada.

O processo de seleção deve levar em consideração:

• Propriedades da seção transversal necessárias em relação ao eixo de flexão relevante.
• Pressão de vento de projeto e vão entre montantes.
• Critérios de deflexão.
• Dimensões do vidro e requisitos de suporte das bordas.
• Condições de conexão e ancoragem.
• Movimento térmico e interfaces adjacentes.
• Linhas de visão arquitetônicas e espaço disponível para instalação.

O engenheiro deve comparar as demandas calculadas com as propriedades da seção documentadas pelo fabricante e com os critérios de projeto relevantes.

Um perfil maior não é automaticamente a melhor solução. Dependendo do projeto, uma geometria de extrusão diferente, reforço, disposição de suporte ou espaçamento entre montantes podem proporcionar um projeto mais eficiente.

Para projetos que utilizam estrutura de alumínio e vidro arquitetônico, o Sistema de fachada cortina de alumínio PRANCE É uma referência de produto relevante ao analisar opções de sistemas de fachada. As dimensões reais do perfil e as propriedades estruturais devem ser confirmadas por meio da documentação técnica específica do projeto.

Estudo de caso: fachada de vidro com estrutura oculta para um hospital na Arábia Saudita.

O projeto de hospital na Arábia Saudita, publicado pela PRANCE, inclui um fachada cortina de vidro com estrutura oculta e perfil de alumínio As dimensões indicadas são 70 × 140 mm e a espessura do perfil é de 3 mm. A configuração do envidraçamento é registrada como vidro Low-E de 6 mm, com uma camada de ar de 12 mm e vidro de 6 mm. A área total do projeto é de 15.000 m².

Este exemplo demonstra como as dimensões dos montantes e as especificações dos vidros são documentadas em conjunto como parte de um sistema de fachada. A profundidade do perfil, a composição do vidro, a disposição da estrutura e as conexões de suporte devem ser avaliadas como um projeto coordenado.

É importante ressaltar que as dimensões publicadas não estabelecem a pressão de vento de projeto, o vão calculado entre os montantes, o momento de inércia da seção ou a deflexão admissível. Esses valores não devem ser inferidos apenas a partir das dimensões do perfil.

Como as dimensões dos produtos PRANCE devem ser utilizadas ?  

A página de produtos de fachada cortina de vidro da PRANCE lista os perfis de alumínio 6063/T5 e 6063/T6. Também indica as espessuras mínimas de parede de 2,5 mm para montantes e 2,0 mm para vigas, sendo as espessuras específicas determinadas pelo projeto.

Esses dados fornecem uma introdução básica ao produto. A seleção final, no entanto, ainda requer a consideração da geometria real da extrusão, das propriedades do material, dos cálculos estruturais e dos detalhes de conexão.

Por que as âncoras e a movimentação da estrutura afetam o dimensionamento das colunas?

Uma travessa adequada não pode compensar uma ancoragem ou laje de apoio inadequada. O projeto deve levar em consideração as reações de ancoragem, as excentricidades das conexões e as cargas transferidas para a estrutura principal.

A movimentação do edifício também exige coordenação. A deflexão da borda da laje, a fluência, as tolerâncias de construção, a movimentação térmica e a deriva eólica ou sísmica podem afetar as folgas das juntas e as conexões da fachada. Um perfil maior, por si só, não resolve esses requisitos de movimentação.

Conclusão

As colunas da fachada cortina são dimensionadas por meio de verificações coordenadas de cargas, vão de apoio, propriedades da seção transversal, deflexão e conexões. O objetivo não é simplesmente escolher uma extrusão mais profunda, mas selecionar uma estrutura que funcione em conjunto com o vidro, as ancoragens, as juntas e a estrutura do edifício.

Para desenvolvedores e equipes de compras, a abordagem mais útil é solicitar a documentação das propriedades da seção, cálculos estruturais e evidências de desempenho antes de aprovar a travessa proposta.

FAQS

1. Como calcular a dimensão dos montantes de uma fachada cortina?

O processo normalmente envolve o estabelecimento das cargas de projeto e das condições de apoio, o cálculo dos efeitos estruturais resultantes e a verificação da resistência, da deflexão e da compatibilidade do sistema.

2. O que influencia a seleção da profundidade dos montantes da fachada cortina?

As principais considerações incluem vão, pressão de vento de projeto, largura da área de influência, propriedades da seção transversal, deflexão admissível, detalhes de conexão e linhas de visão arquitetônicas. O peso do vidro e outras cargas específicas do sistema também devem ser considerados, quando aplicável.

3. Qual é a deflexão admissível para um montante de fachada cortina?

A deflexão admissível depende do código aplicável, da norma técnica, das especificações do projeto e do sistema de envidraçamento. Relações como L/175 aparecem em algumas diretrizes norte-americanas, mas não se deve assumir que uma única relação se aplique a todos os projetos.

4. Um edifício mais alto sempre precisa de montantes mais profundos?

Não necessariamente. Uma altura maior pode resultar em pressões de vento de projeto mais elevadas, mas o perfil necessário também depende da exposição, da geometria da fachada, do espaçamento dos suportes, da largura dos painéis e do sistema selecionado.

5. É possível reutilizar o perfil de um montante de outro projeto?

Na verdade, não. É preciso verificar as cargas de vento, os vãos, as especificações do vidro, as conexões, os requisitos de deflexão e as normas vigentes do novo projeto.