Source: https://fr.scribd.com/document/204790116/Relatorio-de-Estagio
Timestamp: 2019-09-22 04:52:18+00:00

Document:
Relatório de Estágio | Poutre (Structure) | Ingénierie civile
Departamento de Engenharia Civil ISEL
Clculo Automtico de Estruturas. Anlise Estrutural e Dimensionamento de um Edifcio.
ANTNIO JOS LOPES PIRRALHA
(Licenciado de Bolonha em Engenharia Civil)
Trabalho Final de Mestrado para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil na rea de especializao de Estruturas Verso Definitiva
Doutor Carlos Jorge Miragaia Trancoso Vaz, Prof. Coordenador (ISEL) Licenciado Mrio Csar Antunes Figueiredo (Nova Faceta) Jri: Mestre Cristina F. Xavier de Brito Machado, Prof. Coordenador (ISEL) Mestre Antnio Carlos Teles Sousa Gorgulho, Prof. Adj. (ISEL) Doutor Carlos Jorge Miragaia Trancoso Vaz, Prof. Coordenador (ISEL) Licenciado Mrio Csar Antunes Figueiredo (Nova Faceta)
Antnio Jos Lopes Pirralha n28633, ISEL (Instituto Superior de Engenharia Civil)
O presente relatrio corresponde descrio do trabalho realizado durante estgio, no mbito do trabalho final de Mestrado de Engenharia Civil, referente ao perfil de Estruturas.
A motivao da escolha deste estgio teve como propsito aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso. Alm disso ajudou-me a conhecer o mercado de trabalho. O tema escolhido foi Clculo Automtico de Estruturas. Anlise Estrutural e Dimensionamento de um Edifcio.
O estgio teve lugar no gabinete Nova Faceta - Consultas, Estudos e Projectos. Este gabinete labora no concelho de Vila Franca de Xira. O trabalho realizado foi auxiliado por profissionais experientes e qualificados, estando sob a superviso do orientador do estgio e consistiu na anlise de diversos projectos de Engenharia e da elaborao do projecto que ser apresentado neste relatrio.
O programa a que se recorreu para auxiliar na execuo do dimensionamento foi o CYPECAD. O edifcio que foi dimensionado situa se no Algarve, mais concretamente no concelho de Albufeira, na Urbanizao Cerro da Alagoa 2fase, na Rua do Oceano lote 22A.
Trabalho final de Mestrado - Relatrio de Estgio - Perfil de Estruturas - Setembro de 2010
This report corresponds to the description of the work during the internship. It is the final work of the Master of Civil Engineering, regarding the profile structures.
The motivation for choosing this stage was to apply the knowledge acquired throughout the course. Also helped me to know the job market. The theme chosen was Automatic Calculation of structures. Structural Analysis and Design of a Building.
The internship took place at the office Nova Faceta - Consultas, Estudos e Projectos in Vila Franca de Xira. The work was aided by experienced and qualified professionals, being under the supervision of the supervisor and the internship was the implementation and analysis of various engineering projects.
The program used to implement the design was CYPECAD. The Building designed is located in the Algarve, more precisely in the municipality of Albufeira, in the urbanization of the Cerro da Alagoa, 2fase, in Rua do Oceano.
Projecto de Estruturas de Edifcios
Clculo Automtico de Estruturas
Building Strutural Design
Automatic Computation of structures
Durante o percurso realizado no estgio, queria agradecer aos meus dois orientadores Eng. Mrio Csar Antunes de Figueiredo (co-orientador da Nova Faceta) e ao Eng. Carlos Trancoso Vaz (co-orientador do ISEL), pela orientao, dedicao e conselhos dados durante estgio e realizao deste relatrio.
Tambm agradecer aos meus colegas de gabinete que me apoiaram na elaborao deste trabalho.
minha famlia que sempre demonstraram todo o apoio que sempre precisei.
Agradeo tambm, aos vrios amigos que me ajudaram, no s com o esclarecimento de determinadas dvidas mas tambm pelos incentivos que me dispensaram.
Resumo .............................................................................................................................. i Abstract ............................................................................................................................. ii Palavras-chave ................................................................................................................. iii Keywords ......................................................................................................................... iii Agradecimentos ............................................................................................................... iv 1 INTRODUO .......................................................................................................... 1 1.1 - Enquadramento ..................................................................................................... 1 1.2 - Estrutura do trabalho ............................................................................................ 2 2 ANLISE DE PROJECTOS ANTERIORES ............................................................ 3 3 CARACTERIZAO DO EDIFCIO ....................................................................... 4 3.1 - Localizao do edifcio e Enquadramento urbanstico. ........................................ 4 3.2 - Descrio do Volumetria ...................................................................................... 5 3.3 - Alados e Corte .................................................................................................... 9 4 CONCEPO DE UM EDIFCIO .......................................................................... 11 5 CRITRIOS DE DIMENSIONAMENTO ............................................................... 12 6 DISPOSIES RELATIVAS A ELEMENTOS ESTRUTURAIS ......................... 15 6.1 - Pilares ................................................................................................................. 15 6.1.1 - Generalidades ............................................................................................... 15 6.1.2 - Armaduras longitudinais .............................................................................. 15 6.1.3 - Armaduras transversais ................................................................................ 17 6.2 - Vigas ................................................................................................................... 18 6.2.1 - Generalidades ............................................................................................... 18 6.2.2 - Armaduras longitudinais .............................................................................. 18 6.2.3 - Armaduras transversais ................................................................................ 19 6.3 - Escadas ............................................................................................................... 20 6.3.1 - Pr-dimensionamento .................................................................................. 20 6.3.2 - Armadura principal mnima ......................................................................... 21 6.3.3 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal ............................ 21 6.3.4 - Armadura de distribuio. ............................................................................ 21 6.4 - Lajes ................................................................................................................... 22 6.4.1 - Generalidades ............................................................................................... 22
6.4.2 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal ............................ 23 6.4.3 - Armadura principal mnima ......................................................................... 23 6.4.4 - Armaduras transversais ................................................................................ 23 6.4.5 - Armadura de punoamento .......................................................................... 23 6.5 - Muros de conteno ............................................................................................ 24 6.6 - Sapatas interligadas por vigas de fundao ........................................................ 25 6.7 - Paredes de beto ................................................................................................. 26 6.7.1 - Generalidades ............................................................................................... 26 6.7.2 - Armaduras longitudinais (verticais) ............................................................. 26 6.7.3 - Armaduras transversais ............................................................................... 27 6.7.4 - Armadura de cintagem ................................................................................. 27 7 CARACTERISTCAS DO EDIFCIO ..................................................................... 29 7.1 - Introduo ........................................................................................................... 29 7.2 - Materiais ............................................................................................................. 30 7.3 - Aces ................................................................................................................ 30 7.4 - Modelao da estrutura ....................................................................................... 31 7.4.1 - Fundaes .................................................................................................... 31 7.4.2 - Pilares ........................................................................................................... 31 7.4.3 - Vigas ............................................................................................................ 32 7.4.4 - Lajes ............................................................................................................. 32 7.4.5 - Muros de conteno ..................................................................................... 32 7.4.6 - Escadas ......................................................................................................... 32 7.4.7 - Aplicao de cargas ..................................................................................... 33 7.5 - Aferio do modelo ............................................................................................ 34 7.6 - Definio da aco ssmica ................................................................................ 35 8 ANLISE AOS RESULTADOS DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ............... 37 8.1 - Pilares ................................................................................................................. 37 8.1.1 - Armaduras longitudinais .............................................................................. 38 8.1.2 - Armaduras transversais ................................................................................ 40 8.2 - Vigas ................................................................................................................... 41 8.3 - Lajes ................................................................................................................... 42 8.3.1 - Armadura principal mnima ......................................................................... 42 8.3.2 - Armaduras transversais ................................................................................ 43
8.3.3 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal ............................ 43 8.3.4 - Pormenorizao do Punoamento ................................................................ 44 8.4 - Sapatas interligadas por vigas de fundao ........................................................ 45 8.4.1 - Armaduras longitudinais. ............................................................................. 45 8.5 - Paredes de Beto ................................................................................................. 47 8.5.1 - Armaduras longitudinais .............................................................................. 47 8.5.2 - Armadura Cintagem ..................................................................................... 49 8.6 - Escadas ............................................................................................................... 50 8.6.1 - Armadura principal mnima ......................................................................... 50 8.6.2 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal ............................ 50 8.6.3 - Armadura de distribuio ............................................................................. 51 8.7 - Muros de Conteno ........................................................................................... 52 9 EXECUO DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO .................................... 53 10 CONCLUSES ...................................................................................................... 54 11 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 55
Figura 1 - Localizao do edifcio em Albufeira na Rua do Oceano (Google earth) ....... 4 Figura 2 Planta do Piso -2 (Nova Faceta) ...................................................................... 5 Figura 3 Planta do Piso -1 (Nova Faceta) ...................................................................... 6 Figura 4 Planta do Piso 0 (Nova Faceta) ....................................................................... 6 Figura 5 Planta do Piso 1 (Nova Faceta) ....................................................................... 7 Figura 6 Planta do Piso 2 e 3 (Nova Faceta) ................................................................. 7 Figura 7 Planta do Piso Cobertura (Nova Faceta) ......................................................... 8 Figura 8 Alado Principal (Nova Faceta) ...................................................................... 9 Figura 9 Alado Posterior (Nova Faceta) ...................................................................... 9 Figura 10 Corte C-D (Nova Faceta) ............................................................................ 10 Figura 11 Corte A-B (Nova Faceta) ........................................................................... 10 Figura 12 Espaamento da armadura longitudinal (Nova Faceta) ............................. 16 Figura 13 Emenda tipo num pilar (Nova Faceta) ....................................................... 16 Figura 14 Pormenorizao armadura transversal (Nova Faceta)................................ 17 Figura 15 Viga com estribos (Nova Faceta) ............................................................... 19 Figura 16 Lano de escadas (Nova Faceta) ................................................................ 20 Figura 17 Espaamento de vares (Nova Faceta) ...................................................... 27 Figura 18 Vista Principal da modelao do edifcio dimensionado (Nova Faceta) ... 33 Figura 19 Vista Posterior da modelao do edifcio dimensionado (Nova Faceta) ... 33 Figura 20 Planta de Implantao dos pilares (Nova Faceta) ....................................... 37
Tabela 1 Relao entre a armadura longitudinal e a seco ........................................ 15 Tabela 2 Quadro com a percentagem mnima de estribos para os diferentes aos ..... 19 Tabela 3 Quadro com os valores da restante carga permanente .................................. 30 Tabela 4 Quadro com os valores da sobrecarga .......................................................... 31 Tabela 5 Quadro com os coeficientes de comportamento .......................................... 35
O estgio incluiu duas fases: a 1 fase foi dedicada anlise de projectos anteriores, j concludos e com as obras realizadas, a fim de tomar contacto com a forma de organizao e detalhe das solues adoptadas para os tipos de problemas envolvidos; a 2 fase do trabalho, incluiu a participao efectiva na elaborao de projectos.
Para a realizao do estgio foram englobadas todas as vertentes, (Estruturao, Clculo Automtico, Anlise de Esforos e Dimensionamento, Execuo de Desenhos e pormenorizao em Autocad e Medies no mbito dos projectos de Estruturas), de forma a haver um envolvimento total de diversas vertentes que um projectista deve dominar.
Como lgico, o perodo de estgio no suficiente para se poder formar um projectista, mas corresponde a um perodo fundamental da sua evoluo. Tambm foi importante adquirir experincia, organizao e poder crtico na actividade de projecto, onde as solues construtivas adoptadas em projecto sero tambm comentadas e analisadas.
Igualmente importante foi a oportunidade de demonstrar capacidade de trabalho, insero no grupo e conhecimentos que permitam concluir que o estgio atingiu os seus objectivos e que assegurou condies para que eu continue a evoluir no futuro.
1.2 - Estrutura do trabalho
A estrutura deste trabalho est dividida em onze captulos, sendo o captulo um, a introduo onde se explica de uma forma geral qual o objectivo e motivaes do estgio e a estrutura deste relatrio. O captulo dois refere-se anlise de projectos anteriores antes da execuo do tema proposto. O captulo trs consiste em descrever de uma forma geral o edifcio dimensionado e dar a conhecer a sua localizao. No captulo quatro apresenta-se uma srie de aspectos que um engenheiro deve dominar para a concepo de um edifcio. No captulo cinco descreve-se os Estados Limites a verificar e quais as aces a ter em conta e combinaes a considerar. No captulo seis apresentam-se as disposies relativas aos elementos estruturais. No captulo sete procedeu-se modelao do edifcio, descrevendo-se as vrias etapas para esse efeito. No captulo oito apresenta-se as anlises aos elementos estruturais e desenhos das armaduras destes. O captulo nove refere-se a procedimentos gerais a adoptar para garantir a qualidade de execuo das armaduras em obra No captulo dez apresentam-se as concluses acerca do estgio. O captulo onze refere-se bibliografia recorrida para a elaborao do relatrio. Nos anexos esto imagens relativas a vrias perspectivas do edifcio dimensionado, alm disso conter tambm imagens da localizao do edifcio. Os anexos s esto disponveis em suporte digital. Em papel, a sua visualizao no teria qualidade suficiente.
2 ANLISE DE PROJECTOS ANTERIORES
Foram consultados vrios projectos de estruturas com o objectivo de trabalhar a minha capacidade de anlise, para que, aquando da realizao do trabalho proposto para acabar o mestrado, eu j tivesse uma ideia de quais as normas e regulamentos que seriam necessrios na elaborao do projecto.
Esses projectos pertenciam a vivendas e edifcios, pois a minha proposta consistia no dimensionamento de uma estrutura do mesmo tipo. Nesses mesmos projectos procurei analisar todos os elementos estruturais que iria dimensionar, a fim de tirar o mximo de dvidas com os colegas de gabinete, para estar preparado para o trabalho de mestrado.
Os regulamentos mais consultados foram o REBAP e o RSA, pois os dimensionamentos das estruturas efectuados pelo gabinete baseavam-se nesses regulamentos.
Alm disso tambm houve um perodo de tempo, a praticar no programa de dimensionamento para me habituar a ele e dessa forma fazer uma reviso dos parmetros pedidos.
3 CARACTERIZAO DO EDIFCIO
3.1 - Localizao do edifcio e Enquadramento urbanstico.
O edifcio em causa localiza-se no Algarve, no concelho de Albufeira, na Urbanizao Cerro da Alagoa 2fase, na Rua do Oceano, delimitado a vermelho na figura 1. O projecto que se apresenta, est de acordo com o pedido de informao prvia aprovado (Proc 138 IP/09). Na implantao e na construo proposta respeitou-se os regulamentos e certas caractersticas das construes existentes, nomeadamente no que diz a acabamentos exteriores.
Esta urbanizao
Figura 1 - Localizao do edifcio em Albufeira na Rua do Oceano (Google earth)
Os acabamentos exteriores do edifcio sero idnticos aos dos edifcios confinantes, com as paredes rebocadas com argamassas de cimento e areia no trao apropriado para receber a pintura final a branco. As caixilharias sero em alumnio anodizado lacado a branco, protegidos por estores metlicos na mesma cor.
3.2 - Descrio do Volumetria
Estamos perante um edifcio de beto armado com uma ocupao essencialmente de habitao familiar, sendo que este se encontra disposto 4 Pisos acima do solo, verificase neste mesmo edifcio a existncia de dois pisos enterrados, sendo que o Piso -2 funciona como uma garagem e o Piso -1 funciona como habitao e arrecadao das habitaes. rea bruta total de construo de 919,6 m2, a rea bruta de construo em caves de 209,66 m2 e o edifcio ter uma altura mxima de construo de cerca 18,2 metros Relativamente altura dos pisos, temos o piso -2 com uma altura de 2,20 m, valor ligeiramente inferior ao dos restantes 5 pisos que apresentam uma altura de 2,65 m. Em todos os pisos a laje ser fungiforme macia com uma espessura de 20 cm excepto nas varandas que ser de 16 cm. Apresentam-se nas Figuras as plantas de cada piso, acompanhadas com uma breve descrio.
No PISO -2/LOGRADOURO iremos ter uma garagem. As designaes e reas das divises esto discriminadas na figura 2.
Figura 2 Planta do Piso -2 (Nova Faceta)
Na PISO -1 iremos ter dois fogos do tipo T0. Cada T0 ter uma sala comum, uma instalao sanitria e uma cozinha. Tem ainda uma arrecadao para os moradores. As designaes e reas das divises esto discriminadas na figura 3.
Figura 3 Planta do Piso -1 (Nova Faceta)
No R/CHO iremos ter um fogo do tipo T3. Consistir ento em trs quartos com duas instalaes sanitrias, uma cozinha e uma sala comum. As designaes e reas das divises esto discriminadas na figura 4.
Figura 4 Planta do Piso 0 (Nova Faceta)
No 1 ANDAR iremos ter um fogo do tipo T0. Com uma sala comum, uma instalao sanitria e uma cozinha. Alm disso ter tambm um fogo do tipo T2, com dois quartos, uma instalao sanitria, uma sala comum e uma cozinha. As designaes e reas das divises esto discriminadas na figura 5.
Figura 5 Planta do Piso 1 (Nova Faceta)
No 2 ANDAR e 3 ANDAR as plantas so iguais. Por isso iremos ter um fogo do tipo T3 em cada andar. Com trs quartos uma sala comum, duas instalaes sanitrias e uma cozinha. As designaes e reas das divises esto discriminadas na figura 6.
Figura 6 Planta do Piso 2 e 3 (Nova Faceta)
A COBERTURA ser em terrao acessvel, atravs do prolongamento da escada, terrao esse que ser aproveitado para instalao de painis solares, para o aquecimento de gua, ser tambm uma parte em telha Tipo Lusa, idntica aos lotes confinantes.
Figura 7 Planta do Piso Cobertura (Nova Faceta)
Todas as divises tm rea superior aos mnimos regulamentares e articulam-se de acordo com o R.G.E.U. e critrios de funcionalidade que consistem no essencial, na criao de zonas ntimas e sociais bem articuladas. As paredes em alvenaria de tijolo, sero devidamente travadas e assentes com argamassa de cimento e areia ao trao adequado para os fins diversos. As paredes exteriores (fachada) paredes duplas, com panos de tijolo furado de 0.30x0.20x.015 e 0.30x0.20x0.11 com caixa-de-ar drenada e isolamento trmico. Paredes interiores (geral) paredes simples com panos de tijolo furado 0.30x0.20x0.11. Foi tomado em considerao a regulamentao em matria de segurana contra incndios, acessibilidades e utilizao do edifcio por pessoas com mobilidade condicionada. Todas as infra-estruturas gerais esto previstas no projecto de loteamento.
3.3 - Alados e Corte
Os dois alados e os dois cortes localizados nas figuras permitem-nos uma visualizao geral da arquitectura e do interior de cada piso.
Figura 8 Alado Principal (Nova Faceta)
Figura 9 Alado Posterior (Nova Faceta)
Figura 10 Corte C-D (Nova Faceta)
Figura 11 Corte A-B (Nova Faceta)
4 CONCEPO DE UM EDIFCIO
Os edifcios devem ser concebidos de modo a poderem desempenhar funes a que se destinam durante o perodo de vida previsto, com graus de segurana adequados, sem perder de vista os aspectos econmicos e, em certos casos, estticos. Os edifcios no devem estar sujeitos a uma rotura do tipo frgil ou de colapso generalizado em cadeia, originado pela rotura de um elemento. Na concepo dos edifcios devem ser tidas em conta, alm das aces previsveis e das propriedades dos materiais constituintes, as caractersticas dos terrenos de fundao e os processos construtivos. A Engenharia Civil a arte de conceber, projectar, calcular e finalmente construir sistemas ou elementos de sistemas que permitam ao Homem obter melhores condies de actuao e consequentemente melhor qualidade para viver. Ao longo dos tempos o trabalho de um Engenheiro Civil tem vindo a tornar-se mais exigente, pois tem de ter capacidade para lidar com novas situaes e inovaes e ao mesmo tempo, ter de desenvolver um esforo de integrao multidisciplinar do conhecimento, para responder eficazmente s diversas solicitaes. Pode ento dizer-se, que o Engenheiro Civil , o profissional mais habilitado a lidar com projectos e construes de edifcios, tneis, barragens, portos, aeroportos, entre tantos outros. Com um slido conhecimento, tem capacidade para escolher os locais mais apropriados para uma construo, verificar a solidez e a segurana dos terrenos e dos materiais a utilizar, fiscalizar o andamento do projecto, o funcionamento e a conservao das redes de gua e seus tratamentos. Tambm h que ter noo do enquadramento urbanstico pois isso poder afectar certas opes tcnicas que o engenheiro escolha e que eventualmente possam no ser possveis. Por fim h que estar em contacto com quem elaborou a arquitectura para que haja uma coordenao entre ambas as especialidades para melhor satisfazer o cliente.
5 CRITRIOS DE DIMENSIONAMENTO
Tendo em vista a funcionalidade do imvel e a sua especificidade a estrutura foi concebida de forma que se adaptasse o melhor possvel a todos os requisitos dos projectos, nomeadamente da arquitectura, sendo ao mesmo tempo econmica. O dimensionamento de todos os elementos estruturais como pilares, paredes, vigas, lajes, e fundaes, ser feito com base nas determinaes da regulamentao em vigor nomeadamente o Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-esforado (REBAP). Esta regulamentao ser adoptada no que diz respeito s caractersticas dos materiais a utilizar, verificaes a efectuar e critrios a seguir para o dimensionamento e pormenorizao das seces. Todos os elementos estruturais sero verificados para os Estados Limite ltimos e de Utilizao quando do seu dimensionamento.
As aces consideradas no clculo do edifcio so as regulamentadas no Regulamento de Segurana e Aces (R.S.A.). Estas dividem-se em aces permanentes e variveis e so genericamente as seguintes:
Aces Permanentes :
Pesos Prprios (PP) - Incluem-se os pesos prprios dos materiais como: beto (25,0 kN/m ), paredes divisrias interiores e exteriores, revestimentos, etc.
Impulsos e peso dos solos - Estas aces de carcter permanente esto relacionados com as caractersticas admitidas para o solo de fundao.
Aces Variveis :
Sobrecargas (SC) - As sobrecargas consideradas so as que constam no RSA para o tipo de edifcio em causa. Os valores das sobrecargas em coberturas, pavimentos e varandas esto na tabela 4 da pgina 31.
Sismo ( E ) - Esta aco foi contabilizada atravs de mtodos dinmicos utilizando o espectro de resposta correspondente ao tipo de edifcio, terreno, zona ssmica tendo sido aplicado um coeficiente de amortecimento de 5%, adequado a uma estrutura de beto armado. O coeficiente de comportamento adoptado foi de 2,5 para esforos, por se tratar de uma estrutura em prtico.
As aces acima mencionadas so combinadas, na anlise de esforos, de acordo com o estipulado no R.S.A.. Desta forma teremos as seguintes combinaes :
Combinaes fundamentais para verificao dos Estados Limite ltimos:
-aco varivel de base sobrecarga Sd = ( 1.00 ou 1.50) CP + 1.50 SC -aco varivel de base sismo Sd = CP + 2 ( SC ) 1.5 SE
Na verificao dos Estados Limite de Utilizao sero ainda efectuadas as combinaes frequentes, quase-permanentes ou raras consoante o estado limite considerado. Combinaes frequentes
Ed GKj PK 11QK 1 2i Qid
Combinaes quase permanentes
Ed GKj PK 2i Qid
Combinaes raras
Ed GKj PK QK 1 0i Qid
Feita a discretizao das combinaes a utilizar, estas so carregados com as aces atrs descritas, obtendo-se assim para a estrutura modelada os esforos, deslocamentos e reaces de apoio necessrios para a verificao dos Estados Limites ltimos e de Utilizao que nos permitiro dimensionar as diferentes peas estruturais. Atravs das combinaes referidas, pretendeu-se simular da forma mais realista possvel, os cenrios mais adversos em termos de dimensionamento estrutural.
6.1 - Pilares
6.1.1 - Generalidades De acordo com o artigo 120. a dimenso mnima da seco transversal dos pilares no deve ser inferior a 20 cm. O valor da esbelteza dos pilares l = l0/ i, onde l0 representa o comprimento efectivo de encurvadura e i o raio de girao, no deve exceder 70 (140 em estruturas correntes), o que reduz a possibilidade de encurvadura.
6.1.2 - Armaduras longitudinais A armadura longitudinal de um pilar dever obedecer s seguintes condies:
A 235 As/Ac min 0,8% 12
A400/A500 0,6% 10
Tabela 1 Relao entre a armadura longitudinal e a seco
Em que As representa a seco total da armadura longitudinal e Ac a rea da seco do pilar, e o min o dimetro mnimo da referida armadura. Alm disso As no deve ser superior a 8% de Ac, ou seja, As / Ac 8%, limite que deve ser respeitado at em zonas de emenda.
Tal como imposto no artigo 121. do REBAP, a armadura longitudinal deve compreender, no mnimo, 1 varo junto de cada ngulo da seco e 6 vares no caso de seces circulares ou a tal assimilveis.
O seu espaamento S1, no dever exceder 30 cm, excepto em faces cuja largura seja menor ou igual a 40 cm, caso em que se permite dispor de vares apenas junto aos cantos.
Figura 12 Espaamento da armadura longitudinal (Nova Faceta)
As emendas e interrupes de vares devero ser realizadas preferencialmente a meia altura dos pilares, e nunca junto aos ns.
Figura 13 Emenda tipo num pilar (Nova Faceta)
6.1.3 - Armaduras transversais
A armadura transversal de um pilar dever obedecer s seguintes condies:
Se as armaduras longitudinais tiverem vares com dimetro igual ou superior a 25 mm, a armadura transversal deve ser constituda por vares de dimetro no inferior a 8 mm.
Os pilares devem possuir armadura transversal para cintar o beto e impedir a encurvadura dos vares da armadura longitudinal. O seu espaamento dos vares da armadura transversal dever obedecer ao disposto no artigo 122.1, ou seja: s min ( 12 vertical (12 vezes o menor dimetro dos vares da armadura vertical) ou s min (C - menor dimenso do seco do pilar) ou s min (30 cm) A forma das armaduras transversais, tal como disposto no art. 122.3., deve ser tal que cada varo longitudinal seja abraado por ramos dessas armaduras formando ngulo, em torno do varo, no superior a 135.. Dispensa-se essa condio em vares que no sejam de canto e que se encontrem a menos do 15 cm de vares em que se cumpra tal condio. Tal procedimento ilustrado na Figura 14.
Figura 14 Pormenorizao armadura transversal (Nova Faceta)
Teve-se o cuidado de ver quais as condies efectivas de apoio para saber qual o vo terico a utilizar no dimensionamento das vigas. Nas vigas simplesmente apoiadas o vo terico ser o menor dos seguintes valores: O vo livre acrescido de 1/3 da largura de cada apoio (dimenso do apoio na direco do vo ) ou o vo livre aumentado da altura til da viga. Nas vigas encastradas ser o menor valor de a distncia entre eixos dos apoios ou vo livre aumentando da altura til da viga.
6.2.2 - Armaduras longitudinais A presena de armaduras torna a seco mais dctil da forma directa e ainda contribui para o confinamento transversal e aderncia longitudinal do beto. As armaduras longitudinais nas duas faces devero verificar:
A percentagem de armadura longitudinal (r), no deve ser inferior aos limites indicados para as seguintes classes de armadura: = As / bd 100 0,25 (A 235); 0,15 (A 400) 0,12 (A 500)
Em que: As - rea da seco da armadura b d - largura mdia da zona traccionada da seco - altura til da seco
A rea da armadura longitudinal no deve exceder 4% da rea total da seco da viga (Art 90.2).
6.2.3 - Armaduras transversais A percentagem mnima de estribos, w = Asw / (bw s sen) 100, no dever ser inferior aos valores a seguir indicados, independentemente do valor de Vsd.
ductilidade normal (REBAP 94.2) A 235 A 400 A 500 0,16 0,10 0,08
ductilidade melhorada (REBAP 144.2) 0,20 0,10 0,10
Tabela 2 Quadro com a percentagem mnima de estribos para os diferentes aos
Asw rea total da seco transversal bw largura da alma da seco s espaamento dos estribos ngulo formado pelos estribos com o eixo da viga (45 90) Os estribos devero ser fechados e verticais (= 90).
Nota: Na Figura no esto representadas as armaduras longitudinais e transversais do pilar.
As vigas devem ser armadas ao longo de todo o vo com estribos que abranjam a totalidade da sua altura, os quais devem envolver a armadura longitudinal de traco e tambm a armadura de compresso quando esta esteja considerada como resistente.
Figura 15 Viga com estribos (Nova Faceta)
6.3 - Escadas
6.3.1 - Pr-dimensionamento
As escadas constituem quase sempre casos particulares de lajes armadas numa s direco. As cargas e os vos devero sempre ser contabilizados em projeco horizontal. Em termos de apoios dever sempre considerar-se a possibilidade de deslocamento de um dos lados para que no surjam momentos negativos nas mudanas de direco (ligao lano-patim). Para determinar as cargas nos lanos utiliza-se as seguintes frmulas: = ngulo de inclinao da escada a = altura do de degrau (espelho) b = largura do degrau (cobertor) h = espessura do lano hv = espessura no lano na vertical = arctg (ab) hv= h cos
Figura 16 Lano de escadas (Nova Faceta)
Peso prprio do lano = 25 h cos Peso prprio do revestimento Peso prprio dos degraus = 25 a 2
Na pormenorizao das armaduras nas escadas convm ter em conta um aspecto muito importante que necessidade de absoro da fora de desvio vertical e descendente, e portanto contra a segurana, que se gera na ligao do lano ao patim superior. Para neutralizar essa fora, as armaduras inferiores do lano e do patim tm que ser prolongadas do respectivo comprimento de amarrao.
As regras de disposio das armaduras nas escadas so as adoptadas para lajes armadas numa direco.
6.3.2 - Armadura principal mnima A percentagem de armadura longitudinal ( ), no deve ser inferior aos limites indicados para as seguintes classes de armadura: = As / bd 100 0.25 (A 235); 0,15 (A 400) 0,12 (A 500)
6.3.3 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal As armaduras principais devem ficar sempre colocadas de modo a funcionarem com maior brao, pelo que as armaduras de distribuio so sempre colocadas interiormente s principais. O espaamento dos vares de armadura principal no deve ser superior a 1,5 vezes a espessura da laje, com mximo de 35 cm.
6.3.4 - Armadura de distribuio.
Devem ser colocadas armaduras constitudas por vares no espaados de mais 35 cm. Na face da laje oposta da aplicao de cargas, tal armadura deve ser disposta transversalmente ao vo e a sua seco deve, localmente ser pelo menos igual a 20% da seco da armadura principal ai existente.
6.4 - Lajes
6.4.1 - Generalidades
O edifcio vai ter lajes fungiformes macias, armadas em duas direces em que os esforos nas duas direces principais de flexo so da mesma ordem de grandeza. De acordo com o artigo 100., consideram-se como lajes os elementos laminares planos sujeitos principalmente a flexo transversal ao seu plano e cuja largura exceda 5 vezes a sua espessura. Para resolver o problema da transferncia da carga para o pilar, procede-se ao aumento da espessura da laje junto ao pilar e/ou alargamento da seco da zona superior do pilar, formando um capitel.
Independentemente da espessura necessria, determinada pelo clculo, h que respeitar valores mnimos, consoante os regulamentos utilizados. Segundo o REBAP, no seu art. 102., 15 cm, no caso de lajes apoiadas directamente em pilares.
Nas lajes fungiformes, o dimensionamento condicionado pelas aces com componente segundo a direco vertical, mas tambm para as que actuam segundo a horizontal, visto o efeito de prtico (conjuntamente com os pilares) ter de ser garantido pela prpria laje. Tambm nas lajes fungiformes os maiores esforos, devidos s aces verticais, surgem segundo o maior vo, por causa de as faixas entre pilares no menor vo, serem mais rgidas.
Nas lajes fungiformes em que no se pretenda colocar capitis ou efectuar o espessamento das lajes junto aos pilares, so normalmente os esforos na regio do pilar que condicionam a espessura da laje, por exigirem estas zonas, conforme se pode ler no comentrio ao artigo n. 119. do REBAP, ... ateno particular quer porque so sede de esforos importantes de punoamento quer pela presena de elevados momentos flectores.
Conclui-se ento que a espessura das lajes fungiformes , em geral, condicionada pela verificao da deformabilidade e pela garantia do estado limite ltimo de punoamento.
6.4.2 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal As armaduras principais devem ficar sempre colocadas de modo a funcionarem com maior brao, pelo que as armaduras de distribuio so sempre colocadas interiormente s principais. O espaamento dos vares de armadura principal no deve ser superior a 1,5 vezes a espessura da laje, com mximo de 35 cm.
6.4.3 - Armadura principal mnima Faz-se a mesma verificao que foi feita para as escadas.
6.4.4 - Armaduras transversais
Adoptam-se os mesmos critrios utilizados nas vigas relativamente disposio das armaduras para o esforo transverso.
6.4.5 - Armadura de punoamento O punoamento ocorre em lajes fungiformes consistindo na formao de um tronco de cone que tem tendncia a desligar-se do resto da laje e resulta da interaco de efeitos de corte e flexo na zona da laje prxima do pilar. A armadura de punoamento deve ser distribuda em toda a zona da laje compreendida entre o contorno da rea directamente carregada e um contorno exterior a este, situado distncia de 1,5d e os vares que constituem tal armadura no devem ser afastados entre si mais de 0,75d em qualquer direco, sendo d a altura til da laje.
6.5 - Muros de conteno
Um muro de suporte em geral uma obra de reteno de terras. A construo de um muro de suporte tem como objectivo estabelecer com segurana o desnvel entre duas superfcies do terreno. A presso exercida sobre uma estrutura de suporte depende das caractersticas fsicas do solo suportado e do seu comportamento mecnico, incluindo o modo como este evolui no tempo, quando sujeito a cargas externas aplicadas. A principal caracterstica de um muro de suporte o seu funcionamento estrutural, pois a sua estabilidade garantida em relao ao derrube e ao deslizamento, pelo peso do terreno sobre a rea da sapata. A sua espessura condicionada pela existncia ou no de impulsos da gua e pelos impulsos do terreno.
O muro de suporte em causa vai ser de beto armado, por isso deve-se ter cuidado com as propriedades dos betes, quanto tenso admissvel no terreno, quanto ao nvel fretico e tambm a obrigao de satisfazer as especificaes regulamentares.
Nesta avaliao de estabilidade necessrio quantificar previamente as foras que esto em jogo. Duas dessas foras so o impulso activo, que no mais do que o integral do diagrama de presses activas que actuam a toda a altura da estrutura de suporte, a outra fora o impulsivo passivo onde a estrutura de suporte comprime o solo gerando reaces do solo ao movimento da estrutura. A quantificao de presses de terras e seu respectivo diagrama ser feito a partir de teorias de equilbrio limite tais como Coulomb e Rankine, entre outras.
6.6 - Sapatas interligadas por vigas de fundao
As sapatas interligadas por vigas de fundao permitem a absoro de qualquer possvel assentamento diferencial entre sapatas e permitem uma maior economia na sua dimenso, pois os momentos flectores base passaram a ser absorvidos pelas vigas de fundao.
A adopo de vigas de fundao interligando sapatas uma boa prtica de construo sendo que em solos rochosos com elevada capacidade de suporte, admita-se que as vigas possam ser dispensadas.
As vigas de fundao devero trabalhar ao nvel das sapatas, mais concretamente com a face superior alinhada com a face superior das sapatas. Para o clculo de um sistema de fundaes constitudo por sapatas interligadas por vigas de fundao, esse sistema dever permitir que as sapatas possam estar sujeitas a uma tenso uniformemente distribuda por parte do solo em toda a largura, correspondendo a uma fora resultante vertical e centrada, enquanto as vigas de fundao absorvem os momentos flectores, devidos aos prprios momentos na base dos pilares ou a posies excntricas dos pilares.
No dimensionamento e pormenorizao das vigas de fundao, uma vez que no h uma legislao clara no REBAP, considera-se para todos os efeitos que ser uma viga normal e os critrios desta sero adaptados.
6.7 - Paredes de beto
6.7.1 - Generalidades Consideramos como Paredes os elementos laminares sujeitos a esforos de compresso, associados ou no a flexo, e cuja largura exceda cinco vezes a espessura.
O artigo 124., do citado regulamento, impe que a espessura mnima das paredes no seja inferior a 10 cm, e 10 cm Por outro lado, a sua esbelteza, no deve exceder 120, 120.
Do artigo 59.1 do REBAP tiramos que: = l0 / i sendo: l0 - comprimento efectivo de encurvadura na direco considerada i - raio de girao da seco transversal na direco considerada
6.7.2 - Armaduras longitudinais (verticais) De acordo com o artigo 125. do REBAP, a seco total da armadura longitudinal das paredes dever ser tal que: 0,4% da seco da parede, no caso de armaduras de ao A235 0,3% da seco da parede, no caso de armaduras de ao A400 ou A500 4% da seco da parede
Os vares devem ser distribudos pelas duas faces da parede, com espaamentos no superiores a 2 vezes a espessura desta, com o mximo de 30 cm, isto :
s 2e ; s 30 cm sendo: s espaamento de vares e espessura da parede
Figura 17 Espaamento de vares (Nova Faceta)
6.7.3 - Armaduras transversais
Conforme o preconizado no artigo 126. do REBAP, as armaduras transversais (horizontais) devem ser colocadas junto de ambas as faces das paredes, exteriormente armadura longitudinal (vertical), de tal modo que a seco desta armadura em cada face respeite as seguintes regras: 0,001 b a, no caso de armaduras de ao A235 0,005 b a, no caso das armaduras de ao A400 ou A500
sendo: b espessura da parede a altura da parede Observe-se ainda que os vares de armadura transversal no devem ser espaados mais de 30cm.
6.7.4 - Armadura de cintagem No caso particular da seco total da armadura longitudinal exceder 2% da seco da parede, esta armadura deve ser convenientemente cintada de acordo com os critrios estabelecidos para os pilares, com excepo dos espaamentos das armaduras, os quais no devem exceder o menor dos seguintes valores:
s 16 vertical (16 vezes o menor dimetro dos vares da armadura vertical) s2e s 30 cm
sendo: s espaamento dos vares e espessura da parede
As disposies regulamentares que dizem respeito espessura mnima, armadura vertical, armadura horizontal e armadura de cintagem so, em princpio, aplicveis a todos os tipos de paredes, independentemente do seu modo de funcionamento.
Constitui, ainda, boa norma de construo, no executar paredes com espessura inferior a 0,15 m, atendendo a que quanto mais fina for a parede, maiores dificuldades teremos em armar o ferro e em fazer uma betonagem de forma correcta.
7 CARACTERISTCAS DO EDIFCIO
Depois de no captulo anterior se ter abordado os vrios aspectos e parmetros preconizados no REBAP, no que diz respeito s estruturas de beto armado, procederse- de seguida aplicao desses mesmos regulamentos, nomeadamente e acima de tudo, no dimensionamento e pormenorizao dos principais elementos constituintes da estrutura de um edifcio de beto armado, bem como a respectiva anlise dos resultados. O edifcio projectado, foi modelado e os seus esforos e armaduras calculados com recurso ao software CYPECAD. A anlise ter como objectivo a aplicao dos regulamentos, no dimensionamento dos pilares, paredes de beto, muros de conteno, vigas, lajes e sapatas com vigas de fundao.
A caracterizao do edifcio e a respectiva modelao, assim como a verificao da qualidade do modelo, so aspectos importantes para a compreenso da definio do edifcio e essenciais para garantir que os resultados obtidos, sejam precisos o mais coerentes possveis.
O edifico em causa essencialmente de habitao, com dois pisos parcialmente enterrados que so o logradouro (piso-2) e a cave (piso -1), sendo que o logradouro funciona como garagem e a cave funciona simultaneamente como arrecadao e habitao. Relativamente soluo estrutural em beto armado do presente edifcio, esta caracterizada por uma estrutura porticada de contorno definida pelos pilares exteriores e pelas vigas de bordadura em cada nvel de piso, assim como pela existncia de uma zona interior a este prtico de contorno onde um conjunto de pilares e um ncleo de elevadores servem de apoio a uma soluo de laje fungiforme macia.
No que concerne aos pilares (nem todos sero contnuos em altura), estes so caracterizados por possurem seces rectangulares de dimenses variadas, estando agrupados em vrias famlias de pilares de acordo com essas dimenses.
As fundaes adoptadas so de tipo directo, constitudas por sapatas, com vigas de fundao. Relativamente aos pisos parcialmente enterrados, estes encontram-se dotados de muros de conteno.
7.2 - Materiais
No presente edifcio utilizou-se para os elementos estruturais beto C25/30, assim como ao A400NR em todos os elementos de beto armado. Ao C25/30 corresponde um fcd de 16,7 Mpa e um fck de 25 Mpa. Ao ao A400NR, est associado um fyd de 348 MPa.
7.3 - Aces
Para proceder definio das aces e combinaes de aces a utilizar no projecto estrutural, recorreu-se ao disposto RSA, assim como a tabelas tcnicas adequadas e a medies efectuadas nas plantas de arquitectura. Assim sendo, chegou-se aos seguintes valores para as aces na estrutura, consoante o tipo de carga:
Cargas Permanentes Este tipo de carga corresponde ao peso prprio dos elementos estruturais, sendo que, para o beto armado, o valor de 25 KN/m3 foi o valor considerado para o peso volmico.
Restantes Cargas Permanentes (RCP)
Tipo de RCP Revestimento pavimento Paredes Exteriores Paredes Divisrias Valor 0,7 KN/m2 3,20 KN/m2 2,60 KN/m2
Definio Ladrilho cermico. Argamassa de assentamento Dois paramentos de tijolo furado duplo paredes simples com panos de tijolo furado Valor que tem em conta eventuais acrscimos de carga que
podero existir nesta zona (Camadas isolantes ou impermeabilizantes, etc.)
Tabela 3 Quadro com os valores da restante carga permanente
Sobrecargas (SC) Tipo de SC
Pavimento interior e cobertura
2 KN/m2 5 kN/m2
Compartimentos destinados a utilizao de carcter privado 5,00 KN/m2 numa faixa de 1m de largura adjacente ao parapeito 2,0 kN/m2 na restante superfcie
ou 2 kN/m2
Tabela 4 Quadro com os valores da sobrecarga
7.4 - Modelao da estrutura
Na modelao da estrutura do edifcio em estudo, foi utilizado como anteriormente referido o software CYPECAD, pelo que se descreve de seguida e sucintamente, todo o processo, opes e valores tomados para a modelao dos vrios elementos estruturais constituintes da estrutura:
7.4.1 - Fundaes Para as fundaes dos pilares admite-se que o terreno de fundao capaz de absorver, sem se deformar, todos os esforos oriundos dos pilares. Relativamente s fundaes do ncleo central, considera-se que o solo de fundao onde este elemento assenta no tem capacidade para absorver os esforos provenientes das paredes sem se deformar pois a quantidade de esforos horizontais que este chama a si bastante maior que o de cada um dos pilares.
7.4.2 - Pilares
Os pilares foram modelados como elementos de barra simples, aos quais se atribuiu as caractersticas da seco real do pilar (dimenses e material) e um comprimento igual distncia entre pisos. No que diz respeito ligao com outros elementos, nomeadamente vigas, tendo estas uma inrcia considervel, admitiu-se que os pilares se encontram perfeitamente encastrados s mesmas.
7.4.3 - Vigas As vigas foram modeladas atravs de elementos de barra aos quais foram atribudos as caractersticas da seco da viga (dimenses e material), com o comprimento necessrio para promover a sua ligao monoltica aos vrios elementos estruturais.
7.4.4 - Lajes
As lajes foram modeladas atravs de um elemento finito de rea sendo que este tipo de elemento tende a ser mais preciso, o qual foi atribudo as caractersticas da seco (dimenses e material).
7.4.5 - Muros de conteno
Para os muros de conteno considera-se que o terreno de fundao onde este elemento assenta no tem capacidade para absorver os esforos provenientes das paredes sem se deformar. Este pressuposto resulta, do ponto de vista de dimensionamento, numa atitude conservativa, uma vez que se sobrestimam os valores dos momentos positivos nas paredes. Note-se que dever ser preconizada alguma armadura para resistir aos momentos negativos que surgirem na parte inferior da sapata.
7.4.6 - Escadas
Relativamente considerao das escadas, optou-se por no efectuar uma modelao geomtrica, tendo-se apenas aplicado as cargas resultantes das escadas nos pilares (ao nvel dos patamares intermdios, aplicao de uma carga pontual) e nas extremidades das vigas do prtico das escadas, ao nvel de cada piso. A no considerao da escada no modelo altera as caractersticas dinmicas da estrutura.
7.4.7 - Aplicao de cargas
No que diz respeito ao peso prprio dos vrios elementos constituintes da estrutura, nomeadamente vigas, pilares e lajes, o prprio programa (CYPECAD), com base nas dimenses dos elementos e entrando em considerao com o tipo de material dos mesmos, faz o clculo automtico do seu peso, pelo que no foi necessrio aplicar quaisquer cargas referentes ao peso prprio da estrutura. Relativamente restante carga permanente e sobrecargas, estas foram introduzidas na estrutura atravs da aplicao de cargas distribudas ao nvel da laje de cada piso, cujos valores foram j apresentados nas tabelas 3 e 4.
Relativamente aco ssmica a sua definio ser apresentada mais frente. Desta forma, chegou-se ento ao seguinte modelo de clculo abaixo representado:
Figura 18 Vista Principal da modelao do edifcio dimensionado (Nova Faceta)
Figura 19 Vista Posterior da modelao do edifcio dimensionado (Nova Faceta)
Nota: As vigas de fundao entraram no clculo mas no esto representadas nas
7.5 - Aferio do modelo
A aferio da qualidade do modelo torna-se essencial de modo a identificar eventuais erros de modelao e assim evitar resultados e respectivas anlises passveis de incoerncias levando a concluses menos correctas. Por conseguinte, a verificao da qualidade do modelo centrou-se na verificao do seguinte parmetro: - Correcta introduo dos elementos estruturais relativamente arquitectura
Correcta introduo dos elementos estruturais relativamente arquitectura
Na insero de pilares teve-se o cuidado de respeitar a arquitectura para que os pilares fossem inseridos nas paredes sempre que possvel de forma a rentabilizar as reas das divises, sendo que para isso analisou-se todas as plantas do edifcio, conseguindo-se assim uma optimizao das suas localizaes. As vigas foram inseridas tendo em conta a localizao das paredes, tendo-se o cuidado de ver quais as condies efectivas de apoio para saber qual o vo terico a utilizar no dimensionamento das vigas e pilares, aquando da sua insero no programa. No que diz respeito s lajes introduziu-se aquando da definio dos pilares e vigas, sendo que para o espao que corresponde as escadas ficou limitado com um lintel, pois como foi explicado anteriormente, para as escadas optou-se por no efectuar uma modelao geomtrica, tendo-se apenas aplicado as cargas resultantes das escadas nos pilares. As paredes de beto e muros de conteno foram inseridos tendo em conta as limitaes geomtricas.
7.6 - Definio da aco ssmica
No existem dvidas de que a aco ssmica surge como uma aco a considerar aquando do dimensionamento das estruturas, cujo efeito depender da sismicidade onde a estrutura est localizada. Foram definidos os vrios parmetros que permitiram definir o espectro de resposta a utilizar na estrutura modelada, ou seja, estamos perante um edifcio que se admite estar localizado na zona A (zona de maior sismicidade), est fundado em terreno do tipo II (solos muito duros), como referido no artigo 29.2. do RSA. Tratando-se de um edifcio em beto armado, admite-se um coeficiente de amortecimento de 5%.
Submeteu-se ento a estrutura, respectiva aco ssmica, mas tambm s restantes cargas j apresentadas, nomeadamente, peso prprio, restante carga permanente e sobrecargas, sendo de referir que estas mesmas aces foram aplicadas segundo duas combinaes distintas, nomeadamente, a combinao fundamental com a sobrecarga como varivel base e a combinao ssmica, tal como definido no artigo 9. do RSA.
Relativamente ao REBAP (artigo 32.2.), este destaca 3 tipos de estruturas, s quais esto associados os respectivos coeficientes de comportamento:
Tipo de estrutura Estruturas em prtico Estruturas mistas prticoparede Estruturas parede
ductilidade normal 2,5 2,0 1,5
ductilidade melhorada 3,5 2,5 2,0
Tabela 5 Quadro com os coeficientes de comportamento
O coeficiente escolhido foi 2,5 pois a estrutura em causa um sistema porticado, no qual tanto as cargas verticais como laterais so essencialmente suportadas por prticos cuja resistncia ao corte na base do edifcio superior a 65% da resistncia total ao corte de todo o sistema estrutural. Por conseguinte, a partir dos esforos obtidos, procedeu-se ento ao dimensionamento e pormenorizao dos vrios elementos j identificados, anlise que se apresenta de seguida.
8 ANLISE AOS RESULTADOS DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS
8.1 - Pilares
Comeando pela localizao dos pilares temos:
Figura 20 Planta de Implantao dos pilares (Nova Faceta)
Esta planta resultou na introduo de cotas no software para melhor definir a localizao dos pilares. Esta planta importante pois permite evitar erros durante a implantao e execuo dos pilares, pois as cotas foram introduzidas com base na arquitectura, definindo uma grelha precisa e que evitar equvocos na localizao dos pilares.
As disposies de armaduras adoptadas destinam-se a dotar os pilares de uma reserva suficiente de ductilidade que pode ser essencial se ocorrerem desvios relativamente resposta estrutural prevista. Os pilares extremos, especialmente os do canto, so os mais vulnerveis aco ssmica devido aos efeitos torsionais. Por este motivo, devem ser dotados de uma reserva suplementar de resistncia, para que se deformem sem perda da mesma. Para que a estrutura do edifcio possua maior ductilidade, teve-se que respeitar maiores exigncias a nvel de pormenorizao nas zonas crticas, designadamente a colocao de cintas mais apertados para confinar o beto, garantindo que este resiste a maiores deformaes e para controlar a encurvadura das armaduras.
8.1.1 - Armaduras longitudinais
No quadro de pilares o dimetro mnimo utilizado foi 12, o que aceitvel pois o dimetro mnimo 10, para o A400, como se pode verificar na tabela 1.
A tabela 1 tambm faz referncia relao entre a seco da armadura longitudinal e a rea da seco dos pilares, relao essa que tem que ser maior que 0,6% para o A400. Os pilares que possuem seco de 25 50 e tenham seco de armadura correspondente a 416 e 6 12 so o caso mais desfavorvel, onde a relao entre a armadura aplicada e dimenso do pilar menor, sendo que se a condio da tabela 1 for verificada para os pilares em causa, logicamente tambm verificar para os outros pilares. A armadura 416 tem de rea 8,04 cm2 e a armadura 6 12 tm de rea 6,79 cm2, a rea total ser ento 14,83 cm2. A rea de seco dos pilares 25 cm 50 cm, a que corresponde uma rea de 1250 cm2.
Verificando a relao As/ Ac, chega-se concluso que 14,83 / 1250 100 = 1,19 %, satisfaz o mnimo de 0,6 % da tabela 1, verificando assim condio.
A condio a seguir exigida diz que relao entre a seco da armadura longitudinal e a rea da seco dos pilares tm que ser menor que 8%.
Fez-se o raciocnio inverso relativamente condio anterior, os pilares que possuem seco de 25 35 e tenham seco de armadura correspondente a 620 e 216 so o caso mais desfavorvel, onde a relao entre a armadura aplicada e dimenso do pilar maior, sendo que se a condio for verificada para os pilares em causa, logicamente tambm verificar para os outros pilares. A armadura 620 tem de rea 18,85 cm2 e a armadura 216 tm de rea 4,02 cm2, a rea total ser ento 22,87 cm2. A rea de seco dos pilares 25 cm 35 cm, a que corresponde uma rea de 875 cm2. Calculando a relao As / Ac temos que 22,87 / 875 100 = 2,614% 8%, est verificada tambm esta condio.
Vemos que em cada pilar a armadura longitudinal tem 1 varo junto de cada ngulo da seco respeitando dessa forma o artigo 121.3. do REBAP.
O espaamento S1 (ver fig. 12) no excedido em nenhum dos pilares cuja largura seja maior que 40 cm sendo que nos pilares com dimenses menores que 40 cm se ps vares apenas junto aos cantos, exemplo disso o pilar 28.
8.1.2 - Armaduras transversais
Nas armaduras transversais o espaamento a que dever obedecer ser o seguinte: s min ( 12 12 = 144 mm = 14,4 cm) s min ( 12 16 = 192 mm = 19,2 cm) ou s min (C =25 cm ) ou s min (30 cm) Verifica-se que o valor mximo de espaamento 14,4 cm quando se utiliza no mnimo ferros 12 e 19,2 cm quando se utiliza no mnimo ferros 16. Se analisarmos o quadro dos pilares v-se que o espaamento mnimo utilizado 15 cm para ferros 12 e 20 cm para ferros 16, no entanto visto que a diferena pequena, a utilizao deste espaamento no dever pr em causa a estrutura.
Como as armaduras longitudinais no tm vares com dimetro igual ou superior a 25 mm no houve necessidade de verificar o que est disposto no artigo 122.2.
No que diz respeito ao artigo 122.3., o procedimento a aconselhado foi adoptado para os pilares cuja distncia entre vares se encontrem a mais de 15 cm, caso contrrio no se utilizou esse procedimento.
8.2 - Vigas
As disposies relativas a dimenses mnimas, so em geral estabelecidas de modo a evitar uma excessiva concentrao de armaduras, por insuficincia dimensional, nas zonas de maior responsabilidade estrutural. As limitaes impostas geometria da seco transversal das vigas, so aplicadas a elementos predominantemente sujeitos a esforos de flexo
As disposies a nvel dimensional, como as disposies construtivas das armaduras, destinam-se a assegurar um comportamento de ductilidade face s diferentes intensidades da aco ssmica nas estruturas, permitindo que estas possam sofrer deformaes sem diminuio significativa da sua capacidade resistente. A distncia entre vares deve permitir a betonagem e a compactao do beto.
Na anlise aos prticos concluiu-se que estes apresentavam condies para a execuo da estrutura, pelo que no se procedeu a nenhuma correco.
8.3 - Lajes
Depois de escolhida a disposio dos pilares e vigas, a escolha do tipo de laje recaiu sobre a fungiforme. Esta escolha foi fortemente condicionada por questes de arquitectura e processos construtivos, mas tambm, pela grandeza dos vos a vencer e dos valores das cargas de utilizao.
Na escolha da espessura da laje, geralmente esta condicionada pelas deformaes em servio, portanto teve-se o cuidado de verificar se a altura proporcionava uma armadura de flexo econmica, se a espessura a adequada para evitar o punoamento da laje e eventualmente resistncia ao esforo transverso.
Podemos observar que a nvel de lajes e em todos os pisos a espessura mnima utilizada foi de 15 cm, que corresponde laje do ltimo piso que serve de cobertura caixa de elevador e s escadas que do acesso ao terrao. Est ento verificado o 15 cm, no caso de lajes apoiadas directamente em pilares..
Podemos tambm observar as armaduras de reforo e suas distncias aos prticos, armaduras que servem para verificar a segurana deformabilidade junto aos pilares pois so os esforos na regio do pilar que condicionam a espessura da laje.
8.3.1 - Armadura principal mnima A armadura longitudinal constituda por 110//15, a que corresponde 0,79 cm2. Como iremos verificar a condio por metro temos que achar o nmero de armaduras longitudinais nesse metro. Sabemos que as nossas armaduras esto espaadas por 15 cm, o que d 7 seces de armaduras por metro com um 10. A rea total das seces ser ento 710 o que dar 5,5 cm2. Considerou-se o recobrimento de 2 cm e a espessura de laje considerada nos clculos foi de 20 cm, a pior situao.
Fazendo os clculos para a verificao temos que: = 5,5/ ((20 2) 100) 100 = 0,31 0,15
Verifica assim a percentagem de armadura mnima para o A400.
8.3.2 - Armaduras transversais Nos estribos sabe-se que tem uma armadura de 110//15, a que corresponde 0,79 cm2. Como iremos verificar a condio por metro temos que achar o nmero de armaduras transversais nesse metro. Sabemos que as nossas armaduras esto espaadas por 15 cm, o que d 7 seces de armaduras por metro com um 10. A rea total das seces ser ento 710 o que dar 5,5 cm2.
Procedeu-se aos clculos: = 5,5 / 100 15 sen 90 100 = 0,37 0,10, est verificada a condio.
8.3.3 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal Sabendo que a espessura mnima utilizada nas lajes foi de 15 cm, multiplica-se este valor por 1,5 o que d 22,5 cm sendo esta a condio dominante j que inferior a 35 cm. Em todas as lajes os espaamentos mximos foram de 15 cm, quer na face superior ou inferior, por isso a condio acima est verificada.
8.3.4 - Pormenorizao do Punoamento
A rotura por punoamento constitui um mecanismo de colapso local associado a uma rotura frgil (sem aviso prvio) e que pode gerar um colapso progressivo da estrutura, pois a rotura junto a um pilar implica um incremento de carga em pilares vizinhos.
De realar que antes de se optar pelo recurso utilizao de armaduras especficas para a resistncia ao esforo de punoamento, optou-se antes, por uma das seguintes intervenes ao nvel da geometria da estrutura: 1. Aumento global da espessura da laje; 2. Aumento das dimenses (em planta) do prprio pilar; 3. Aumento local do pilar (capitel) 4. Diminuio do afastamento dos pilares e, consequentemente, da sua rea de influncia e carga de punoamento associada (no foi usado, dada a implantao dos pilares ser muito condicionada pela Arquitectura).
No esquecer tambm que as aces ssmicas, em sistemas estruturais com lajes fungiformes, aumentam a excentricidade da carga a transmitir ao pilar agravando as caractersticas resistentes por punoamento.
No que diz respeito verificao da pormenorizao da armadura, sabe-se que o d 18 cm, correspondente espessura mais baixa utilizada que 20 cm menos o recobrimento que 2 cm. Fez-se o clculo para 1,5d que d 27 cm. A distncia de cada estribo 5 cm e a distncia do pilar ao primeiro estribo 7,5 cm. Sabendo que a armadura necessria para verificar o punoamento constituda por 4 estribos, procede-se aos clculos e verifica-se que d 22,5 cm valor inferior a 27 cm.
No diz respeito ao espaamento dos vares estes encontram-se a 5 cm, menor que 0,75d verificada a condio relativamente ao afastamento dos vares que constituem a armadura. 0,75 18 = 13,5 cm 5 cm
8.4 - Sapatas interligadas por vigas de fundao
No quadro podemos ver as armaduras superiores e inferiores para cada direco, altura e dimenses de cada sapata. Relativamente aos resultados obtidos pelo programa a nica alterao efectuado referese ao espaamento das armaduras, pois para cada pilar diferia. Uniformizou-se ento os espaamentos das armaduras pela segurana, ou seja, se o espaamento desse 17 cm, baixava-se para 15 cm, se desse 21cm, baixava-se para 20 cm. Este procedimento adoptou-se para simplificar a implantao dos pilares na obra.
As sapatas devero ser executadas de acordo com os desenhos constantes no projecto. Durante a escavao das sapatas dever existir condies de drenagem de gua eficazes, possibilitando dessa a recolha e a evacuao de guas de qualquer origem.
Deve-se evitar a execuo de uma vala que liga os pilares junto superfcie, j que do ponto de vista estrutural m, originando nos pilares a criao de um troo curto, altamente rgido que proporcionar grandes momentos, sobretudo pelas aces ssmicas, alm disso a viga de fundao deixa de ter o funcionamento considerado no clculo. A disposio construtiva das vigas de fundao ser verificada de seguida.
8.4.1 - Armaduras longitudinais.
Nas fundaes da folha 1 podemos ver sapatas ligadas por vigas de fundao (VF) que tm de seco (4060) cm. A armadura longitudinal constituda por 412, 520 e 416, a que corresponde 4,52 cm2, 15,71 cm2 e 8,04 cm2 somando o valor total d 28,27 cm2. Considerou-se o recobrimento de 4 cm.
Fazendo os clculos para a verificao temos que: = 28,27 / ((60 4) 40) 100 = 1,26 0,15
Verifica assim a percentagem de armadura mnima para o A400. Artigo 90.1.
O artigo 90.2. faz referncia relao entre a seco da armadura longitudinal e a rea total da seco da viga, relao essa que tem que ser menor que 4% . Sabendo a rea da armadura longitudinal, que 28,27 cm2 e a rea total da seco da viga (40 60 = 2400 cm2) podemos confirmar que 28,27 / 2400 100 = 1,18%, no excedendo os 4% do Art 90.2.
Idntico processo se fez para VF1 A armadura longitudinal constituda por 210 e 616, a que corresponde 1,57 cm2, e 12,06 cm2 somando o valor total d 13,63 cm2. Considerou-se o recobrimento de 4 cm.
Fazendo os clculos para a verificao temos que: = 13,63 / ((50 4) 25) 100 = 1,19 0,15
O artigo 90.2. faz referncia relao entre a seco da armadura longitudinal e a rea total da seco da viga, relao essa que tem que ser menor que 4% . Sabendo a rea da armadura longitudinal, que 13,63 cm2 e a rea total da seco da viga (50 40 = 1250 cm2) podemos confirmar que 13,63 / 1250 100 = 1,18%, no excedendo os 4% do Art 90.2.
8.5 - Paredes de Beto
8.5.1 - Armaduras longitudinais
Logradouro, Cave e R/Cho
No artigo 125. do REBAP, diz que a relao entre a seco total de armadura longitudinal e a seco da parede dever ser maior que 0,3 % para o A400. Visto que a nossa parede de beto tm a forma de U, optou-se por dividi-la em trs seces, para a verificao ser mais perceptvel. A primeira e terceira seco tm de comprimento 215 cm e cada varo est espaado 15 cm, por isso durante esse comprimento iremos ter duas fileiras de vares, onde cada fileira ir ter 14 vares com dimetro de 20. A segunda seco tem de comprimento 160 cm e cada varo est espaado 12,5 cm, por isso durante esse comprimento iremos ter duas fileiras de vares, onde cada fileira ir ter 13 vares com dimetro de 16. A armadura longitudinal da primeira e terceira seco ser 2820 que corresponde a uma rea de 87,97 cm2. A armadura longitudinal da segunda seco ter 2616 que corresponde a uma rea de 52,26 cm2. A rea total da armadura da parede de beto ser a soma das parcelas, o que dar 228,2 cm2. A rea de seco de parede 215 20 + 160 20 + 215 20, o que d 11800 cm2. Procedeu-se ento verificao da condio: 228,2 / 11800 100 = 1,93 % A verificao d superior a 0,3 por cento para o A400. De referir ainda que os vares esto distribudos com espaamentos inferiores a duas vezes a espessura da parede, pois a parede tem de espessura 20 cm e se multiplicarmos esse valor por 2, dar um espaamento mximo de 40 cm, no entanto esse espaamento mximo est limitado pela condio de 30 cm. Como os espaamentos da parede de beto so de 12,5 cm e 15 cm est verificada a condio.
Para a parede P21 correspondente aos restantes pisos a verificao das armaduras longitudinais ser a seguinte:
No artigo 125. do REBAP, diz que a relao entre a seco total de armadura longitudinal e a seco da parede dever ser maior que 0,3 % para o A400. Visto que a nossa parede de beto tm a forma de U, optou-se por dividi-la em trs seces, para a verificao ser mais perceptvel. A primeira e terceira seco tm de comprimento 215 cm e cada varo est espaado 15 cm, por isso durante esse comprimento iremos ter duas fileiras de vares, onde cada fileira ir ter 10 vares com dimetro de 12 e 4 vares com dimetro de 16. A segunda seco tem de comprimento 160 cm e cada varo est espaado 15 cm, por isso durante esse comprimento iremos ter duas fileiras de vares, onde cada fileira ir ter 11 vares com dimetro de 12. A armadura longitudinal da primeira e terceira seco ser 2012 e 816 que corresponde a uma rea de 38,68 cm2. A armadura longitudinal da segunda seco ter 2212 que corresponde a uma rea de 24,86 cm2. A rea total da armadura da parede de beto ser a soma das parcelas, o que dar 102,22 cm2. A rea de seco de parede 215 20 + 160 20 + 215 20, o que d 11800 cm2. Procedeu-se ento verificao da condio: 102,22 / 11800 100 = 0,87 % A verificao d superior a 0,3 por cento para o A400.
De referir ainda que os vares esto distribudos com espaamentos inferiores a duas vezes a espessura da parede, pois a parede tem de espessura 20 cm e se multiplicarmos esse valor por 2, dar um espaamento mximo de 40 cm, no entanto esse espaamento mximo est limitado pela condio de 30 cm. Como os espaamentos da parede de beto so de 12 cm e 16 cm est verificada a condio.
8.5.2 - Armadura Cintagem
Na verificao da armadura longitudinal verificou-se que a relao entre esta e a seco da parede foi 1,93 %, sendo portanto menor que 2%, dispensando desta forma os critrios utilizados para os pilares. O espaamento no deve exceder o mnimo dos seguintes valores: s 16 16 = 256 mm = 25,6 cm s 2 20 = 40 cm s 30 cm Verifica-se que o valor mximo de espaamento 25,6 cm, se analisarmos a parede de beto em causa, nota-se que o espaamento mximo utilizado 15 cm, respeitando o espaamento mximo exigido.
Armadura de Cintagem para Restantes Pisos
Na verificao da armadura longitudinal verificou-se que a relao entre esta e a seco da parede foi 0,87 %, sendo portanto menor que 2%, dispensando desta forma os critrios utilizados para os pilares. O espaamento no deve exceder o mnimo dos seguintes valores: s 16 12 = 192 mm = 19,2 cm s 2 20 = 40 cm s 30 cm Verifica-se que o valor mximo de espaamento 19,2 cm, se analisarmos a parede de beto em causa, nota-se que o espaamento mximo utilizado 15 cm, respeitando o espaamento mximo exigido.
8.6 - Escadas
Nas escadas vamos ter 2 lanos, pois o que est indicado na arquitectura. A pormenorizao desses lanos resultou no procedimento que est descrito na pgina 20 que provm da sebenta de Beto Estrutural 2, leccionada no ISEL e tambm dos conhecimentos prticos adquiridos nessa mesma cadeira. Calculou-se as armaduras principais e de distribuio, no entanto para confirmar se a pormenorizao das armaduras estava correcta procedeu-se s verificaes do REBAP, para a disposio de lajes armadas numa direco. Na distribuio da armadura principal mnima s iremos verificar a escada 1 pois aquela que apresenta menor armadura principal sendo por isso o pior caso. Na verificao da armadura de distribuio sero verificados ambas as escadas. O modelo estrutural de cada escada corresponde a uma laje armada em uma s direco, simplesmente apoiada, solicitada por cargas verticais.
8.6.1 - Armadura principal mnima
Na escada 1, a seco de armadura constituda por 10//15 que corresponde cerca de 0,79 cm2. Como iremos verificar a condio por metro temos que achar o nmero de seces nesse metro. Sabemos que as nossas armaduras esto espaadas por 15 cm, o que d 7 seces de armaduras por metro com um 10. A rea total das seces ser ento 710 o que dar 5,5 cm2. O recobrimento ser 2 cm. = 5,5 / ((15 2) 100 100 = 0,423 0,15 Verifica a percentagem mnima de armadura longitudinal ( )
8.6.2 - Espaamento mximo dos vares da armadura principal
Sabendo que a espessura de 15 cm, multiplica-se este valor por 1,5 o que d 22,5 cm, sendo esta a condio dominante j que inferior a 35 cm. Em ambas as escadas o espaamento mximo foi de 15 cm.
8.6.3 - Armadura de distribuio
Em ambas as escadas os vares das armaduras de distribuio esto com espaamento de 15 cm, respeitando o mximo de 35 cm.
A seco da armadura transversal dever ser no mnimo igual a 20% da seco da armadura principal. Na escada 1, a seco de armadura de distribuio constituda por 10//15 que corresponde acerca de 0,79 cm2. Neste caso no necessrio fazer contas, pois ambas tero a mesma armadura, cada uma ter 100% da armadura da outra, verificando a condio.
Na escada 2, a seco de armadura de principal constituda por 12//15 que corresponde acerca de 1,13 cm2 e a armadura transversal 10//15 que corresponde acerca de 0,79 cm2.
Se dividirmos 0,79 cm2 / 1,13 cm2 100 = 69,9 % 20 % A seco da armadura de distribuio superior a 20% da seco da armadura principal.
8.7 - Muros de Conteno
Para achar as armaduras dos muros de conteno definiu-se no software os impulsos actuantes, as cotas e o tipo de terreno e outros parmetros. Adoptou-se a armadura que o programa forneceu, na pormenorizao das armaduras dos muros de conteno. As sapatas so betonadas em primeiro lugar e s depois betonado o muro. As sapatas ficam envolvidas pela terra o que constitui um ambiente hmido e impede o contacto directo do beto com o ambiente seco exterior. Quando o muro betonado o beto da sapata j sofreu grande parte da retraco a que est sujeito. O muro ao retrair impedido de se deformar pela restrio imposta pela sapata. O beto do muro fica assim sujeito a tenses horizontais, que sero controladas com armaduras horizontais junto s faces do muro.
9 EXECUO DE ESTRUTURAS DE BETO ARMADO
Este captulo ir abordar procedimentos gerais a adoptar para garantir a qualidade de execuo das armaduras em obra, procedimentos que devem ser respeitados. O transporte e o armazenamento das armaduras devem ser efectuados de modo a evitar, que entre a recepo e a colocao em obra surjam deterioraes. Deterioraes essas que podem ser substncias que possam prejudicar quimicamente o ao ou o beto e que tenham dessa forma um efeito desfavorvel sobre a aderncia. O corte dos vares deve ser feito, de preferncia, por meios mecnicos. A dobragem dos vares, deve ser feita por meios mecnicos, a velocidade constante, com auxlio de mandris, de modo a assegurar um raio de curvatura constante na zona dobrada. S permitido efectuar desdobragem de vares nos casos especiais em que tal seja indispensvel (vares de espera, por exemplo) e desde que, obviamente, a operao no danifique os vares. A montagem das armaduras deve ser efectuada de modo a respeitar as dimenses do projecto, dentro das tolerncias prescritas, e assegurar suficiente rigidez para que a armadura mantenha a sua forma durante o transporte, a colocao e a betonagem. Devem ainda ter-se presentes os condicionamentos ligados colocao e compactao do beto. A colocao das armaduras nos moldes deve ser feita de modo a respeitar os recobrimentos previstos no projecto. Os posicionadores a utilizar devem ser convenientemente envolvidos pelo beto, no devem prejudicar a betonagem nem devem contribuir para o enfraquecimento da pea. No esquecer que as estruturas devem ser mantidas em condies que preservem a sua aptido para o desempenho das funes que esto descritas para que foram concebidas. Durante a vida da estrutura devem ser efectuadas inspeces regulares, a fim de detectar possveis danos e permitir a sua reparao em tempo til.
Na minha opinio os objectivos estabelecidos no estgio foram atingidos, pois nele houve a oportunidade de evoluir e de lidar com os problemas que aparecem neste tipo de actividade. Permitiu conhecer o mercado de trabalho e de lidar com profissionais do meio, o que foi uma experincia enriquecedora quer ao nvel da capacidade de comunicao com colegas de trabalho quer com clientes no dia-a-dia. Outro objectivo conseguido foi o de desenvolver o esprito crtico durante a anlise de projectos, sendo que para isso foram fundamentais os conhecimentos adquiridos ao longo do curso.
Pode-se ento dizer que o desenvolvimento deste relatrio, teve a inteno de ir abordando as questes propostas luz, de forma a saber justificar as opes, valores e procedimentos tomados para a modelao dos vrios elementos estruturais constituintes da estrutura. A anlise aos elementos estruturais deste relatrio teve o intuito de escolher as melhores solues, pois estas passam sempre por solues de compromisso entre os vrios parmetros em jogo
REBAP; Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-Esforado; Decreto-Lei n349-c/83, de 30 Julho e Decreto-Lei n 128-99, de 21 Abril, Porto Editora, 2004 RSA; Regulamento de Segurana e Aces para estruturas de Edifcios e Pontes; Decreto-Lei n235/83, de 31 Maio, Porto Editora, 2005 Gorgulho, A. Folhas da cadeira de Beto Estrutural II , disciplina de Beto Estrutural II, Instituto Superior Engenharia de Lisboa, 2007/2008 Reis, A.; Farinha, M.; (2005) Tabelas Tcnicas, Edies Tcnicas, Lisboa. Estruturas de Edifcios Acetatos, disciplina de Estruturas de Edifcios, Instituto Superior Tcnico, 2007 Gomes, A.; Vinagre, J. - Beto Armado e Pr-Esforado I Tabelas de Clculo, disciplina de Beto Armado e Pr-Esforado I, Instituto Superior Tcnico, 1997
Plus de maurozulo
23381-84680-1-PB
Estudo de barras de aço fletidas do sistema light steel framing com a presença de furos

References: artigo 120
 artigo 121
 artigo 122
 artigo 100
 artigo 124
 artigo 59
 artigo 125
 artigo 126
 artigo 29
 artigo 9
 artigo 121
 artigo 122
 artigo 122
 Artigo 90
 artigo 90
 artigo 90
 artigo 125
 artigo 125