Vergas, ombreiras e guias

Em Vergas as aberturas da casa ganharam forma: a porta da frente e as três janelas de 1,20 x 1,00 m, cada uma com ombreira, montante de apoio, verga, cabeceira e montantes curtos. Lá o assunto era onde cada peça nasce. Aqui é o que o motor confere em cada uma delas.

Onde há um vão, o montante comum que passaria por ali não existe. A carga que ele levaria precisa contornar a abertura: a verga a recolhe sobre o vão e a entrega aos montantes de apoio, a ombreira sobe inteira ao lado e segura o vento, e os montantes curtos fecham o que sobra em cima e embaixo.

Para o motor, cada uma dessas peças é uma barra do modelo, com a sua hipótese de apoio, as suas verificações e a sua combinação governante.

O exemplo é a janela J1 da parede da frente: vão de 1,20 m, peitoril a 1,00 m, topo do vão a 2,00 m e verga treliçada de 300 mm, numa parede de 2,80 m. Os números saíram do cálculo da casa inteira, na tela: 26 combinações e 1.113 pedaços de barra na lista Verificação de Barras.

O caminho da carga em volta do vão

A abertura corta a parede no meio de um painel. O desenho abaixo é a J1 vista de fora, em escala, com as peças que o app gera para ela e os dois caminhos que o motor calcula: o do peso, que desce, e o do vento, que empurra a parede para dentro ou para fora.

Siga as setas laranja. O que chega à guia de topo sobre o vão desce pelos montantes curtos de cima até a verga treliçada. A treliça vence o vão e entrega a reação aos montantes de apoio, que a levam à guia de base. Na casa do exemplo as tesouras pousam nos montantes comuns de 1,70 m e 3,50 m, fora da J1, e por isso o peso que cruza esta abertura é pequeno.

Agora as setas azuis. A esquadria não é recortada da parede: ela recebe a pressão do vento do pano e a passa às peças em pé em volta, cada uma pela sua área de influência. A ombreira, o montante de apoio e os montantes curtos levam esse empurrão como vigas em pé, apoiadas nas guias. É o vento que dimensiona as peças dos lados da J1, como o passo a passo vai mostrar.

Cada peça com o seu papel e a sua hipótese

O nome que a tela dá a cada peça vem do prefixo do rótulo. É por ele que você a encontra na lista de verificações, e é por ele que o motor escolhe como modelar as pontas.

• 2,80 m: Lx da ombreira, fora do plano: a cadeia inteira
• 0,93 m: Ly, no plano: o maior intervalo entre travamentos
• 1,20 m: vão da J1, com um jack por lado
• 25: barras da J1 no modelo de cálculo

A verga treliçada troca a viga por uma pequena treliça: banzo de cima (BS), cabeceira como banzo de baixo (HT), montante em cada ponta (TP), montante em cada posição de montante curto (WV) e uma diagonal por painel (DG). Pesa pouco, vence vão grande, e cada barra é verificada.

Perfil formado a frio, item por item

As peças da abertura são perfis Ue formados a frio, e o motor as verifica pela ABNT NBR 14762:2010. A NBR 16970-2:2022 entra com os limites de flecha da verga e da ombreira. O quadro diz qual item responde por qual verificação do relatório da barra.

Duas verificações pesam mais em volta do vão. A flexo-compressão, porque as peças em pé levam ao mesmo tempo um pouco de peso e todo o vento da esquadria. E o esmagamento da alma, porque peça curta quase não flamba, e o que a limita é a força concentrada no ponto em que ela pousa.

1. Faça a tesoura cair fora do vão

Na casa, as tesouras pousam nos montantes comuns ao lado da J1, e a abertura só leva o que chega pela guia. Quando a modulação do telhado põe uma tesoura sobre o vão, a caixa Verga avisa em "Chega sobre o vão, longe do apoio" que a verga leva essa carga.

2. Escolha o tipo de verga pelo vão e pela carga

Caixão (dois Ue de boca a boca) e I (dois Ue encostados pela alma) têm duas almas. Simples é um Ue só, para vão curto e carga baixa. Treliçada põe banzos e diagonais sobre o vão, para vão grande. A página Vergas dá o roteiro: comece pelo padrão e troque só a verga que reprovar.

3. Mais jacks quando a reação cresce

O montante de apoio leva a reação da verga até a guia de base. Com tesoura ou piso sobre o vão, passe de um para dois ou três jacks por lado (no modal da abertura, "Ombreiras (jacks/lado)": Simples, Duplo ou Triplo): a reação se divide entre eles.

4. Leia a abertura pela pior peça

A peça que governa a J1 é a ombreira, pelo vento, e não a verga. Na mesma janela, cada parede dá um número:

As três janelas são iguais: mesmo vão, mesma treliça de 300 mm, um jack por lado. O que muda é a parede, a orientação diante do vento e o lugar da janela no pano. Nas três, a combinação governante tem o vento como ação principal, com coeficiente 1,4. A mesma abertura pode pedir reforço numa parede e não em outra.

1. Calcule e abra a vista da parede

Com a casa completa, aperte Calcular. No primeiro cálculo da obra, as cores do resultado ligam sozinhas: desligue-as no botão do passo 2 antes de selecionar a parede. Depois, na Planta, selecione a parede da frente num ponto livre do pano e clique em Abrir vista no card dela: a parede aparece de frente, sem as outras na frente dela.

2. Ligue as cores

No card de resultados, o primeiro botão, com um ✓ verde e um × vermelho, mostra as cores OK/FALHA nas barras. Parado sobre ele, a dica diz Cores de Verificação. Verde passa, vermelho reprova: é a leitura de relance. A leitura completa, pedaço por pedaço, é a da lista do passo 4.

3. Clique na ombreira e leia o relatório

Com as cores ligadas, o clique numa barra abre o Relatório Diagnóstico da Barra. Clique na ombreira da esquerda, abaixo da cabeceira. O cabeçalho dá a peça, o perfil, a razão governante e a combinação; embaixo vem um cartão por verificação, com o item da norma, a solicitação e a resistência.

• 0,76: flexo-compressão, a governante, em CB13
• 78,7: esbeltez, de um máximo de 200
• 0,9 kN: compressão, contra 18,0 kN resistentes
• 66,6 kN·cm: momento no eixo forte, contra 96,8

A compressão é pequena. Quem pesa é o momento do vento no eixo forte: 0,69 da resistência. A flexo-compressão soma as três parcelas, 0,05 da força axial, 0,70 do eixo forte e 0,01 do eixo fraco, e chega a 0,76. O eixo forte sai com 0,70, e não 0,69, porque o motor amplifica os momentos da análise de primeira ordem por 1/(1 − N/Ne), como diz o cartão abaixo.

A esbeltez de 78,7 sai de Lx = 280 cm e do raio de giração no eixo forte, 3,56 cm: é a cadeia inteira, mesmo neste pedaço de 2,00 m. Na flexão, o comprimento destravado é Lb = 93 cm, o intervalo entre travamentos. O esmagamento da alma, no ponto em que a ombreira pousa na guia, fica em 0,39.

4. Abra a lista Verificação de Barras

No mesmo card de resultados, o botão Verificação de Barras abre a lista de todos os pedaços calculados, 1.113 na casa, com o rótulo, o perfil, a razão e a combinação. Clique numa linha e ela se abre em uma linha por verificação.

O cálculo parte a ombreira no nó da cabeceira, a 2,00 m. Por isso ela aparece na lista em duas linhas: a de baixo, com o rótulo dela (KO:lgd1xi:J1:L), e a de cima, que a lista mostra com o nome do pedaço no modelo de cálculo (JB2, na casa).

Os dois pedaços têm o mesmo comprimento de flambagem, mas chegam ao número por caminhos diferentes. Embaixo, quase tudo é o momento do vento no eixo forte. Em cima, esse momento cai de 66,6 para 59,3 kN·cm e entra a flexão no eixo fraco, que embaixo quase não existe. As somas ficam lado a lado, 0,76 e 0,77, e a utilização da ombreira é a do pior pedaço.

5. Confira as outras peças da J1

Faça o mesmo com cada peça: o clique abre o relatório, e a lista mostra todos os pedaços. Na J1 da frente:

Os montantes curtos são governados pelo esmagamento da alma, não pela compressão. Com 0,50 m e 1,00 m, eles quase não flambam: a compressão do montante sob a soleira é 0,2 kN contra 21,2 kN. O que pesa é a reação do vento no ponto em que a alma pousa na guia, com 40 mm de apoio.

Na treliça, o banzo de cima tem força pequena (0,1 kN contra 20,5 kN) e razão 0,40 por esbeltez: vence 1,20 m sem travamento no eixo fraco. A cabeceira, banzo de baixo, trabalha tracionada no meio do vão, como todo banzo inferior de uma viga apoiada nas pontas; o pedaço que governa, com 0,11, é o do cortante.

Um ensaio: a mesma J1 com verga em caixão

A casa foi desenhada com verga treliçada. Para ver uma verga maciça no cálculo, troque o tipo na J1 da frente e calcule de novo, sem salvar. É um ensaio na tela: no fim, a J1 volta a ser treliçada, e a obra continua como estava.

6. Troque a verga da J1 para Caixão e calcule

Na ferramenta Verga (veja Vergas), clique no vão da J1. No card, escolha Tipo: Caixão, dois perfis Ue de boca a boca. O campo Perfil mostra C 89x41/39x12x1.15, o perfil de verga da obra engenheirada, mais espesso que o dos montantes. Na obra perfilada, a verga nasce assim, em caixão, com dois Ue 200. A parede se refaz na hora; depois, Calcular.

• 0,09: verga, pior pedaço, em CB13
• 1,28 m: vão da verga, de ombreira a ombreira
• 0,71: ombreira, pior pedaço (era 0,77)
• 0,45: montante de apoio, pior pedaço (era 0,43)

O que muda na parede é só o miolo de cima da abertura. Com o caixão, o banzo, as diagonais e os montantes da treliça somem, e a verga ocupa o lugar deles. A cabeceira continua a 2,00 m, sobre os montantes de apoio, e a soleira e os montantes de baixo ficam como estavam.

O cálculo devolve as mesmas 26 combinações. As peças em volta do vão mudam pouco: a ombreira vai de 0,77 a 0,71 e o montante de apoio de 0,43 a 0,45. Nas duas, quem governa continua sendo a flexão do vento no eixo forte; no pedaço de baixo da ombreira, o momento cai de 66,6 para 61,4 kN·cm.

7. Clique na verga e leia as verificações

Com as cores ligadas, clique na verga. O relatório abre com o rótulo dela (VG:lgd1xi:J1), o comprimento de 1,28 m, a norma de perfil formado a frio, o aço ZAR-230 e a verificação governante: escoamento da seção (linear), 0,08.

A verga quase não tem carga porque nenhuma tesoura pousa sobre a J1: as duas mais próximas cruzam a parede em x = 1,7 m e 3,5 m, fora do vão, que vai de 1,96 a 3,24 m. A flexão no eixo fraco, maior que a do forte, é o vento da esquadria empurrando a verga para fora do plano da parede.

A verga entra no cálculo em três pedaços, de 44, 40 e 44 cm, partida onde nascem os dois montantes curtos de cima. Como na ombreira, a lista traz a linha com o rótulo da verga e as outras com o nome do pedaço no modelo de cálculo, e a utilização da verga é a do pior pedaço: 0,09, um centésimo acima do pedaço que o relatório abre. Com duas almas, a resistência ao cortante soma as duas: o cartão do cisalhamento mostra as almas contadas.

O que cada escolha muda no cálculo

Os parâmetros da abertura moram em dois lugares que Vergas já mostrou: o modal da abertura e a caixa Verga. Aqui o que importa é o efeito de cada um nas peças que o motor verifica.

O que costuma enganar na leitura

1. Julgar a abertura pela verga. Na J1, a verga treliçada não passa de 0,40. A peça que governa é a ombreira, com 0,77, e o que a governa é o vento.
2. Ler só um pedaço da ombreira. O cálculo parte a ombreira na cabeceira. Na frente, o pedaço de baixo dá 0,76 e o de cima 0,77; na Parede 5, 0,75 e 0,82. Confira os dois na lista, ou o pior por papel no memorial.
3. Supor que o peso dimensiona as peças dos lados. A compressão da ombreira é 0,9 kN contra 18,0 kN. O momento do vento, sozinho, já faz 0,69 da resistência.
4. Copiar o resultado de uma janela para outra. A mesma J1 dá 0,77 na parede da frente e 0,82 na Parede 5. Cada abertura se lê na sua parede.
5. Ler a esbeltez como esforço. O 0,40 do banzo da verga é λ dividido por 200, um limite de geometria. A força nele é 0,1 kN.

As recusas da caixa Verga

A página Vergas explica cada uma no desenho. Elas aparecem antes de o cálculo rodar, e nenhuma muda a obra:

Confere o que está desenhado

Cada peça da abertura é uma barra do modelo, verificada em cada uma das 26 combinações. A maior razão de todas governa e dá a cor da peça.

O comprimento de apoio do esmagamento é medido na peça desenhada que recebe a outra: a guia, ou o jack sob a verga.

O que fica com o projetista

1. As ligações da abertura: ombreira, jacks, verga e treliça na guia e entre si (veja Painel de ligações).
2. Com Apoio Clip, a cantoneira que prende a verga na ombreira.
3. Na verga treliçada, o apoio da cabeceira sobre o jack.

Onde ler cada coisa

O caminho, numa linha

Calcular → cores desligadas, Planta, parede selecionada, Abrir vista → ligar as cores → clicar na peça e ler o relatório → abrir Verificação de Barras e conferir todos os pedaços → mudar o que for preciso na abertura e calcular de novo.

Os números da J1 da frente

• 0,77: ombreira, pior pedaço, pelo vento
• 0,43: montante de apoio
• 0,40: banzo da verga, por esbeltez
• 0,20: montante sob a soleira, no esmagamento