A PEÇAS ESCRITAS III. MEMÓRIA JUSTIFICATIVA
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A ndash PECcedilAS ESCRITAS
III MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
III
IacuteNDICE
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO 1
11 Elementos de Betatildeo Armado 1
111 Lajes 1 112 Vigas 2 113 Pilares 4 114 Muros da Cave 6 115 Platibandas 6
116 Sapatas 6
12 Elementos Metaacutelicos 8
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica 8
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL 11
21 Modelo de Caacutelculo 11
211 Estrutura de Betatildeo Armado 11
212 Estruturas Metaacutelicas 12
22 Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 13
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES 15
31 Peso Proacuteprio 15
32 Restantes Cargas Permanentes 16
33 Sobrecargas 16
34 Temperatura 17
35 Vento 19
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico 19
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados 20 353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares 22 354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas 26 355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura 26
36 Sismo 29
37 Impulso das Terras 32
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO 33
41 Lajes 33
411 Dimensionamento 33 412 Lajes da Cobertura 34
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 34
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 37 4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo 38 4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo 38
413 Laje Teacuterrea 38
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
IV
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 38
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 42
42 Platibandas 43
421 Dimensionamento 43 422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais 43 423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo 46
43 Muros 46
431 Dimensionamento 46 432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais 46 433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais 51 434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo 53
44 Vigas da Cobertura 53
441 Dimensionamento 53 442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 54 443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 57
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo 62 445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo 62
45 Pilares 63
451 Dimensionamento 63
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais 64 453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas) 67
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo 69
46 Sapatas 70
461 Dimensionamento 70 462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte 70
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA 75
51 Dimensionamento 75
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais 75
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais 76
52 Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das Vigas 77
53 Dimensionamento dos Pilares IPE 100 77
531 Processos de Caacutelculo 80 532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo 88
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100 89
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 90 533 Processos de Caacutelculo 91
53 Ligaccedilotildees 96
534 Ligaccedilotildees Soldadas 96
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas 98
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
V
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura 2
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura 4
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares 5
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees 7
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico 8
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos 9
Figura 17- Corte Transversal Tipo 9
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 23 - Laje Teacuterrea 12
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico 13
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝ 15
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2) 16
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2) 16
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2) 17
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2) 17
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+ (18ordm C) 18
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C) 18
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento 19
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx 21
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy 21
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo 21
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura 26
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura 26
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura 27
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura 27
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2 30
Figura 321 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 322 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 323 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
VI
Figura 324 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave 32
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes 33
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 34
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 37
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 40
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas 43
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas 45
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave 46
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros 48
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal 49
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito 49
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo 50
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz 50
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 51
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 52
Figura 431 - Armaduras das Paredes 52
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m) 53
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas 54
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura 54
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
VII
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura 57
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas 62
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta 63
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= 1587 kN b) N= 2315 kN 64
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN 65
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 442 - Armaduras no Pilares 68
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares 69
Figura 51 ndash Vista em 3D do Piso Metaacutelico 75
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100 79
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 79
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP 2000 para o Pilar IPE100 mais solicitado 84
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal 86
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta
com Compressatildeo 87
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝ 88
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada 90
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga 90
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100 94
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo 96
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR 97
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga 97
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado 99
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
III
IacuteNDICE
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO 1
11 Elementos de Betatildeo Armado 1
111 Lajes 1 112 Vigas 2 113 Pilares 4 114 Muros da Cave 6 115 Platibandas 6
116 Sapatas 6
12 Elementos Metaacutelicos 8
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica 8
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL 11
21 Modelo de Caacutelculo 11
211 Estrutura de Betatildeo Armado 11
212 Estruturas Metaacutelicas 12
22 Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 13
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES 15
31 Peso Proacuteprio 15
32 Restantes Cargas Permanentes 16
33 Sobrecargas 16
34 Temperatura 17
35 Vento 19
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico 19
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados 20 353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares 22 354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas 26 355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura 26
36 Sismo 29
37 Impulso das Terras 32
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO 33
41 Lajes 33
411 Dimensionamento 33 412 Lajes da Cobertura 34
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 34
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 37 4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo 38 4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo 38
413 Laje Teacuterrea 38
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
IV
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 38
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 42
42 Platibandas 43
421 Dimensionamento 43 422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais 43 423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo 46
43 Muros 46
431 Dimensionamento 46 432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais 46 433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais 51 434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo 53
44 Vigas da Cobertura 53
441 Dimensionamento 53 442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 54 443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 57
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo 62 445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo 62
45 Pilares 63
451 Dimensionamento 63
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais 64 453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas) 67
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo 69
46 Sapatas 70
461 Dimensionamento 70 462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte 70
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA 75
51 Dimensionamento 75
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais 75
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais 76
52 Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das Vigas 77
53 Dimensionamento dos Pilares IPE 100 77
531 Processos de Caacutelculo 80 532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo 88
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100 89
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 90 533 Processos de Caacutelculo 91
53 Ligaccedilotildees 96
534 Ligaccedilotildees Soldadas 96
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas 98
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
V
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura 2
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura 4
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares 5
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees 7
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico 8
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos 9
Figura 17- Corte Transversal Tipo 9
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 23 - Laje Teacuterrea 12
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico 13
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝ 15
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2) 16
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2) 16
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2) 17
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2) 17
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+ (18ordm C) 18
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C) 18
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento 19
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx 21
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy 21
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo 21
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura 26
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura 26
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura 27
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura 27
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2 30
Figura 321 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 322 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 323 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
VI
Figura 324 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave 32
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes 33
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 34
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 37
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 40
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas 43
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas 45
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave 46
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros 48
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal 49
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito 49
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo 50
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz 50
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 51
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 52
Figura 431 - Armaduras das Paredes 52
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m) 53
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas 54
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura 54
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
VII
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura 57
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas 62
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta 63
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= 1587 kN b) N= 2315 kN 64
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN 65
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 442 - Armaduras no Pilares 68
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares 69
Figura 51 ndash Vista em 3D do Piso Metaacutelico 75
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100 79
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 79
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP 2000 para o Pilar IPE100 mais solicitado 84
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal 86
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta
com Compressatildeo 87
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝ 88
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada 90
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga 90
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100 94
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo 96
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR 97
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga 97
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado 99
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
IV
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 38
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 42
42 Platibandas 43
421 Dimensionamento 43 422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais 43 423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo 46
43 Muros 46
431 Dimensionamento 46 432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais 46 433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais 51 434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo 53
44 Vigas da Cobertura 53
441 Dimensionamento 53 442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo 54 443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso 57
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo 62 445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo 62
45 Pilares 63
451 Dimensionamento 63
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais 64 453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas) 67
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo 69
46 Sapatas 70
461 Dimensionamento 70 462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte 70
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA 75
51 Dimensionamento 75
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais 75
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais 76
52 Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das Vigas 77
53 Dimensionamento dos Pilares IPE 100 77
531 Processos de Caacutelculo 80 532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo 88
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100 89
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 90 533 Processos de Caacutelculo 91
53 Ligaccedilotildees 96
534 Ligaccedilotildees Soldadas 96
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas 98
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
V
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura 2
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura 4
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares 5
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees 7
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico 8
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos 9
Figura 17- Corte Transversal Tipo 9
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 23 - Laje Teacuterrea 12
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico 13
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝ 15
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2) 16
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2) 16
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2) 17
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2) 17
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+ (18ordm C) 18
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C) 18
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento 19
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx 21
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy 21
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo 21
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura 26
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura 26
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura 27
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura 27
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2 30
Figura 321 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 322 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 323 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
VI
Figura 324 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave 32
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes 33
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 34
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 37
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 40
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas 43
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas 45
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave 46
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros 48
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal 49
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito 49
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo 50
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz 50
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 51
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 52
Figura 431 - Armaduras das Paredes 52
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m) 53
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas 54
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura 54
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
VII
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura 57
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas 62
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta 63
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= 1587 kN b) N= 2315 kN 64
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN 65
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 442 - Armaduras no Pilares 68
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares 69
Figura 51 ndash Vista em 3D do Piso Metaacutelico 75
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100 79
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 79
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP 2000 para o Pilar IPE100 mais solicitado 84
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal 86
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta
com Compressatildeo 87
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝ 88
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada 90
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga 90
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100 94
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo 96
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR 97
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga 97
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado 99
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
V
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura 2
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura 4
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares 5
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees 7
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico 8
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos 9
Figura 17- Corte Transversal Tipo 9
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D 12
Figura 23 - Laje Teacuterrea 12
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico 13
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝ 15
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2) 16
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2) 16
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2) 17
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2) 17
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+ (18ordm C) 18
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C) 18
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento 19
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx 21
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy 21
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo 21
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese 22
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura 26
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura 26
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura 27
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura 27
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese 28
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2 30
Figura 321 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 322 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 323 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
VI
Figura 324 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave 32
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes 33
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 34
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 37
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 40
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas 43
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas 45
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave 46
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros 48
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal 49
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito 49
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo 50
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz 50
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 51
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 52
Figura 431 - Armaduras das Paredes 52
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m) 53
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas 54
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura 54
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
VII
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura 57
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas 62
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta 63
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= 1587 kN b) N= 2315 kN 64
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN 65
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 442 - Armaduras no Pilares 68
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares 69
Figura 51 ndash Vista em 3D do Piso Metaacutelico 75
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100 79
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 79
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP 2000 para o Pilar IPE100 mais solicitado 84
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal 86
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta
com Compressatildeo 87
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝ 88
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada 90
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga 90
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100 94
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo 96
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR 97
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga 97
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado 99
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
VI
Figura 324 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo 31
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave 32
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes 33
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 34
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 35
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 37
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 39
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 40
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos 42
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas 43
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 44
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 45
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas 45
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave 46
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos 47
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos 48
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros 48
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal 49
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito 49
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo 50
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz 50
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 51
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos 52
Figura 431 - Armaduras das Paredes 52
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m) 53
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas 54
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura 54
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
VII
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura 57
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas 62
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta 63
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= 1587 kN b) N= 2315 kN 64
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN 65
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 442 - Armaduras no Pilares 68
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares 69
Figura 51 ndash Vista em 3D do Piso Metaacutelico 75
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100 79
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 79
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP 2000 para o Pilar IPE100 mais solicitado 84
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal 86
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta
com Compressatildeo 87
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝ 88
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada 90
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga 90
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100 94
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo 96
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR 97
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga 97
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado 99
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
VII
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura 57
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas 62
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta 63
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= 1587 kN b) N= 2315 kN 64
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN 65
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 107 kN 66
Figura 442 - Armaduras no Pilares 68
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares 69
Figura 51 ndash Vista em 3D do Piso Metaacutelico 75
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100 79
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo 79
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP 2000 para o Pilar IPE100 mais solicitado 84
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal 86
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta
com Compressatildeo 87
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝ 88
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada 90
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga 90
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100 94
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo 96
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR 97
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga 97
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado 99
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
IX
IacuteNDICE DE QUADROS
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura 2
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas 3
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares 5
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave 6
Quadro 15 - Geometria das Sapatas 7
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝ 13
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝ 14
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno 17
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo 18
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico 20
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x 24
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx 24
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y 24
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy 25
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx 28
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy 29
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo 29
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura 36
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura 38
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea 41
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea 43
Quadro 45 - Armaduras dos Muros 51
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo 52
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo 55
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura 57
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura 59
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo 62
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares 63
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A 64
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A 64
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B 65
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B 65
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
X
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C 65
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C 66
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D 66
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D 67
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo 67
Quadro 421 - Cintas nos Pilares 68
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares 69
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas 71
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras 72
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas 73
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100 76
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6 76
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100 76
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6 76
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica 77
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares 77
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar 79
Quadro 58 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo 80
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 80
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 80
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N) 81
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada 81
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V) 81
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo 82
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 82
Quadro 517 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij 83
Quadro 516 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 83
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo 83
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar 88
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas 89
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga 90
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo 91
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso 91
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral 92
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
XI
Quadro 526 - Fatores de Interaccedilatildeo kij 92
Quadro 525 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes 92
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo 93
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga 95
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga 95
Quadro 530 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 531 - Raacutecios na Viga 95
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga 96
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 1
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
O preacute-dimensionamento do Edifiacutecio da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo foi
realizado para todos os elementos estruturais dentro dos criteacuterios de seguranccedila e de
economia definidos pelos Eurocoacutedigos e por outras Normas
Elementos de Betatildeo Armado 11
111 Lajes
A espessura das lajes varia em funccedilatildeo das condiccedilotildees de ligaccedilatildeo ao exterior dos vatildeos da
relaccedilatildeo entre vatildeos dos valores das accedilotildees etc
As lajes da cobertura da Sala Eleacutetrica satildeo do tipo vigadas maciccedilas sendo as lajes de
fundaccedilatildeo teacuterreas assentes num meio elaacutestico
Lajes da Cobertura
O preacute-dimensionamento das lajes da cobertura foi realizado a partir das Eq11 e 12
Em que
d ndash altura uacutetil da laje
Lmenor vatildeo ndash menor dos vatildeos
ϕ ndash diacircmetro do varatildeo da armadura de flexatildeo
c ndash recobrimento das armaduras
Todas as lajes da cobertura foram consideradas armadas numa soacute direccedilatildeo atendendo agrave
Claacuteusula sect531 (5) do EC2 20maior
menor
L
L
As espessuras consideradas para as lajes da cobertura estatildeo indicadas no Quadro 11
yk
50026
menor vatildeoLd
f
(Eq 11)
2h d rec
(Eq 12)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
2
Quadro 11 - Preacute ndash Dimensionamento das Lajes da Cobertura
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500 NR
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Lajes Lmenor vatildeo
[m]
yk
50026
menor vatildeoLd
f
hadotado
[m]
L11 241 009 016
L12 335 013 016
L13 335 013 016
L14 385 015 016
Na Figura 11 estatildeo identificadas as lajes da cobertura
Laje Teacuterrea
A laje teacuterrea assenta num meio elaacutestico tendo-se considerado no preacute-dimensionamento uma
espessura de 015 m
112 Vigas
O preacute-dimensionamento das vigas foi feito a partir das Eq13 e 14
As dimensotildees consideradas tiveram tambeacutem em conta as dimensotildees dos pilares de 035 m
x 035 m e dos muros da cave de 025 m x 185 m
Figura 11 - Identificaccedilatildeo das Lajes da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 3
10 12
Lh
a (Eq 13)
3 2
h hb (Eq 14)
Em que L representa o vatildeo e h altura
A geometria de todas as vigas para a estrutura do Edifiacutecio estaacute indicada no Quadro 12
Quadro 12 - Preacute-Dimensionamento das Vigas
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
Vigas Lvatildeo
[m] 10
Lh
hadotado
[m] Secccedilotildees
[m x m]
V11 385 039 070 030 x 070
V12
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V13
335 039 070 030 x 070
335 034 070 030 x 070
385 039 070 030 x 070
V14 398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
V15 796 080 070 030 x 070
V16 796 080 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
V17
398 040 070 030 x 070
398 040 070 030 x 070
241 024 070 030 x 070
VF1 385 039 060 025 x 060
VF2 241 024 060 025 x 060
VF3 241 024 060 035 x 060
Na Figura 12 representa-se a identificaccedilatildeo de todas as vigas da cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
4
113 Pilares
O preacute-dimensionamento dos pilares foi realizado a partir da Eq15 com base nos esforccedilos
NEd determinados em funccedilatildeo das aacutereas de influecircncia de cada um tendo-se considerado para ν
o valor de 065
Em que
Ac ndash aacuterea da secccedilatildeo transversal dos pilares
NEd ndash valor de caacutelculo do esforccedilo axial
ν ndash esforccedilo axial reduzido para a combinaccedilatildeo fundamental dos estados limites uacuteltimos
fcd ndash valor de caacutelculo da tensatildeo de rotura do betatildeo agrave compressatildeo
No Quadro 13 estatildeo indicados a geometria dos pilares
Edc
cd
NA
f
(Eq 15)
Figura 12 ndash Identificaccedilatildeo das Vigas da Cobertura
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 5
Quadro 13 - Dimensotildees dos Pilares
Betatildeo C2530
fck= 25 Mpa
Accedilo A500
fyk= 500 Mpa Rec= 3 cm
Pilares H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
P11 465 035 x 035
P12 465 035 x 035
P13 465 035 x 035
P14 465 035 x 035
P15 465 035 x 035
P16 465 035 x 035
P17 465 035 x 035
P18 465 035 x 035
P19 465 035 x 035
P110 465 035 x 035
P111 465 035 x 035
P112 465 035 x 035
Na Figura 13 estatildeo identificados em planta todos os pilares
Figura 13 - Identificaccedilatildeo dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
6
114 Muros da Cave
A espessura dos muros da cave foi definida com base nos esforccedilos provenientes do peso
proacuteprio e dos impulsos do terreno tendo-se considerado uma espessura de 025 m para todos
os muros
Quadro 14 - Dimensotildees dos Muros da Cave
Betatildeo C2530
fck = 25 Mpa
Accedilo A500
fyk = 500 Mpa Rec= 3 cm
Muros
da Cave
Lvatildeo
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m] p11 335 025 x 185
p12 335 025 x 185
p13 385 025 x 185
p14 398 025 x 185
p15 398 025 x 185
p16 398 025 x 185
p17 398 025 x 185
p18 335 025 x 185
p19 335 025 x 185
p110 385 025 x 185
115 Platibandas
As platibandas foram dimensionadas em funccedilatildeo dos pormenores dos desenhos do projeto
de arquitetura tendo-se considerado secccedilotildees com as dimensotildees de 012 m x 11 m
116 Sapatas
O preacute-dimensionamento das sapatas foi efetuado de modo a garantir que os esforccedilos da
superestrutura fossem inferiores agraves tensotildees admissiacuteveis do terreno de fundaccedilatildeo
De referir que na estrutura deste Edifiacutecio os momentos fletores nas bases dos pilares satildeo
absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo razatildeo pela qual as sapatas foram calculadas
soacute para os esforccedilos axiais
As dimensotildees em planta das sapatas Amin foram calculadas pela expressatildeo
Considerou-se para a tensatildeo admissiacutevel no terreno de fundaccedilatildeo 025 MPa
No Quadro 15 indicam-se as dimensotildees das sapatas
(Eq 16) pilar
minadm
NA
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 7
Quadro 15 - Geometria das Sapatas
Betatildeo C2530
fck=25 Mpa
Accedilo A500
fyk=500 Mpa Rec=4 cm
Sapatas H
[m]
Secccedilotildees
Transversais
[m x m]
S11 030 125 x 125
S12 030 125 x 125
S13 03 125 x 125
S14 030 125 x 125
S15 030 125 x 125
S16 030 125 x 125
S17 030 125 x 125
S18 030 125 x 125
S19 030 125 x 125
S110 030 125 x 125
S111 030 125 x 125
S112 030 125 x 125
Na Figura 14 estaacute representada a planta de fundaccedilotildees do Edifiacutecio
Figura 14 - Planta de Fundaccedilotildees
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
8
Elementos Metaacutelicos 12
121 Estrutura de Suporte da Sala Eleacutetrica
O preacute-dimensionamento das estruturas metaacutelicas que servem de suporte aos equipamentos
da Sala Eleacutetrica foi feito com base num poacutertico tipo que se repete de um modo idecircntico ao
longo da estrutura
O esqueleto estrutural inclui as vigas principais IPE100 orientadas segundo as duas
direccedilotildees ortogonais e as vigas secundaacuterias T50x6 colocadas entre as vigas principais
Este esqueleto estaacute apoiado em pilares IPE100 ligados agrave laje teacuterrea
As Figuras 15 16 e 17 mostram duas plantas e um corte tipo das estruturas metaacutelicas
Figura 15 - Planta do Piso Metaacutelico
1 PREacute-DIMENSIONAMENTO
Maria Isabel Balboa Antunes 9
Figura 16 - Localizaccedilatildeo dos Pilares Metaacutelicos
Figura 17- Corte Transversal Tipo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
10
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
11
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
A anaacutelise da estrutura foi efetuada com base num conjunto de modelos de caacutelculo
realizados a partir de um programa de elementos finitos ˝SAP2000˝ versatildeo 17
Os modelos estudados foram definidos a partir da geometria da estrutura que foi preacute-
dimensionada no capiacutetulo anterior
Modelo de Caacutelculo 21
211 Estrutura de Betatildeo Armado
Os modelos foram definidos a partir da geometria da estrutura tendo-se considerado
elementos do tipo ˝barra˝ para simular as vigas e os pilares e elementos do tipo ˝shell-thick˝
para simular as lajes os muros e as platibandas
A laje teacuterrea foi considerada apoiada em apoios elaacutesticos (ver Figura 23)
O caacutelculo da rigidez das molas foi feito com base na aacuterea de influecircncia de cada noacute da
malha tipo da laje teacuterrea para um coeficiente de reaccedilatildeo do solo Ks calculado do seguinte
modo
Em que
Es = 3000 kNm2 (argila muito dura)
B = 1 m
ν = 04 (argila muito dura)
Nas Figuras seguintes representa-se os modelos final da estrutura da Sala Eleacutetrica e do
Posto de Transformaccedilatildeo considerados no ˝SAP2000 ˝
21
ss
EK
B
(Eq 21)
Ks= 35700 kNm3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
12
212 Estruturas Metaacutelicas
A Figura 24 mostra as estruturas metaacutelicas do piso teacutecnico (cave) cujo pavimento serve de
suporte aos equipamentos eleacutetricos da Sala Eleacutetrica
Figura 22 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
Figura 23 - Laje Teacuterrea
Figura 21 - Modelo Unifilar - Vistas em 3D
2 MODELACcedilAtildeO ESTRUTURAL
Maria Isabel Balboa Antunes 13
Validaccedilatildeo dos Modelos no ˝SAP2000˝ 22
Sempre que possiacutevel procedeu-se agrave verificaccedilatildeo e validaccedilatildeo dos diferentes ficheiros de
dados e de resultados obtidos nas anaacutelises realizadas
A validaccedilatildeo dos diferentes modelos foi feita atraveacutes das seguintes verificaccedilotildees
Comparaccedilatildeo do peso proacuteprio total das estruturas lajes vigas e pilares calculadas a
numa folha em ˝Excel˝ com os resultados obtidos pelo somatoacuterio das cargas verticais
do programa de elementos finitos
Anaacutelise criacutetica das deformaccedilotildees determinadas a partir do ˝SAP2000˝
Verificaccedilatildeo da orientaccedilatildeo dos eixos principais dos diferentes elementos com base nos
sistemas de eixos para os noacutes e para as barras do programa de caacutelculo automaacutetico
Nos Quadros 21 e 22 representam-se alguns dos estudos realizados que serviram para a
validaccedilatildeo dos modelos
Quadro 21 - Peso Proacuteprio dos Elementos Estruturais no modelo ˝SAP2000˝
Elementos Estruturais Peso Proacuteprio
[kN]
P - 035 m x 035 m 1727
V - 03 m x 07 m 3234
L16 4488
L12 1495
P1 - 025 m x 185 m 4605
Peso Total 1555
Figura 24 - Modelo Extrudido da Estrutura do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
14
Quadro 22 - Reaccedilotildees Verticais nos Apoios ˝SAP2000˝
Em que
P - 035 m x 035 m ndash pilares
V - 030 m x 070 m ndash vigas
L16 ndash lajes de cobertura com espessuras de 016 m
L12 ndash platibandas com espessuras de 012 m
p1 - 025 m x 185 m ndash parede do muro de fundaccedilatildeo
Identificaccedilatildeo dos
Apoios
Reaccedilotildees Verticais
F3
[kN]
2 1316
3 1007
4 1677
22 664
24 443
26 2150
53 1032
54 1583
55 1668
57 1102
58 145
2349 1454
Peso Total 1555
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
15
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Peso Proacuteprio 31
O peso proacuteprio dos elementos de betatildeo armado e metaacutelicos foi considerado de forma
automaacutetica pelo programa de caacutelculo atraveacutes da introduccedilatildeo das caracteriacutesticas geomeacutetricas e
dos materiais constituintes betatildeo armado e accedilo dos perfis laminados conforme se indica na
Figura 31
Figura 31 - Definiccedilatildeo dos Materiais ˝SAP2000˝
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
16
Restantes Cargas Permanentes 32
Nas Figuras 32 e 33 representam-se as restantes cargas permanentes consideradas
a)
b)
Sobrecargas 33
As sobrecargas que atuam nas estruturas estatildeo indicadas nas Figuras 34 e 35
Figura 32 - Restantes Cargas Permanentes ndash a) Laje da Cobertura (15 kNm2)
b) Laje Teacuterrea (2 kNm2)
Figura 33 - Restantes Cargas Permanentes - Piso Metaacutelico (15 kNm2)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 17
a)
b)
Temperatura 34
A quantificaccedilatildeo das variaccedilotildees uniformes de temperatura consta nos Quadros 31 e 32 e nas
Figuras 36 e 37
Quadro 31 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa ndash Inverno
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Negativa - Inverno
H
[m]
Tmin
[ordmC]
Tmin(H)
[ordmC]
Tout = Tmin
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu-
[ordmC]
100 0 -05 -05 18 875 15 -625
Figura 34 - Sobrecargas ndash a) Laje da Cobertura (04 kNm2) b) Laje Teacuterrea (2 kNm
2)
Figura 35 - Sobrecargas ndash Piso Metaacutelico (18 kNm2)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
18
Quadro 32 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva ndash Veratildeo
Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura Maacutexima Positiva - Veratildeo
H
[m]
Tmax
[ordmC]
Tmax(H)
[ordmC]
Tout = Tmax + Tcor
[ordmC]
Tin
[ordmC]
T
[ordmC]
T0
[ordmC]
ΔTu+
[ordmC]
100 40 39 41 25 33 15 18
a)
b)
a)
b)
Figura 36 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Coberturas e Platibandas ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
Figura 37 - Variaccedilatildeo Uniforme de Temperatura nas Vigas e nos Pilares ndash a) VUT+
(18ordm C)
b) VUT
- (- 625ordm C)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 19
Vento 35
As accedilotildees provenientes do vento conforme se indica na Figura 38 produzem forccedilas nas
quatro direccedilotildees ortogonais
Wx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido positivo
Wxx ndash direccedilatildeo do vento em x com sentido negativo
Wy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido positivo
Wyy ndash direccedilatildeo do vento em y com sentido negativo
De modo a simplificar a accedilatildeo do vento no modelo em estudo considerou-se para o Edifiacutecio
da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo uma geometria em planta retangular
351 Pressatildeo dinacircmica de Pico
No Quadro 33 indicam-se os paracircmetros que permitiram quantificar a accedilatildeo do vento de
acordo com o que foi jaacute indicado na Memoacuteria Descritiva
Figura 38 - Accedilatildeo do Vento
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
20
Quadro 33 - Determinaccedilatildeo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Paracircmetros de caacutelculo da Pressatildeo Dinacircmica de Pico
Altura de referecircncia h le b ze = 41 m
Valor baacutesico da velocidade de referecircncia do vento Zona A νb0 = 27 ms
Coeficiente de direccedilatildeo cdir = 10
Coeficiente de sazatildeo cseason = 10
Velocidade de referecircncia do vento νb= cdirmiddot cseasonmiddot νb0 νb = 27 ms
Categoria do Terreno II Comprimento de rugosidade z0 = 005 m
Altura miacutenima zmin = 2 m
Altura maacutexima zmax = 200 m
zmin le z le zmax z = 41 m 2 le z le 200
Coeficiente de terreno dependente
do comprimento de rugosidade z0
kr = 019
Coeficiente de rugosidade cr(z) = krmiddot ln(zz0) cr(z) = 0837
Coeficiente de orografia c0(z) = 10
Velocidade meacutedia do vento νm(z) =cr(z)middotc0(z)middotνb νm(z) = 27 ms
Coeficiente de turbulecircncia kI = 10
Intensidade de turbulecircncia
Iv(z) = 023
Massa voluacutemica do ar ρ = 125kgm3
Pressatildeo dinacircmica de pico
qp(z) = 183 kNm2
352 Coeficientes de Pressatildeo nos Alccedilados
Os coeficientes de pressatildeo determinados anteriormente para os alccedilados constam nas figuras
seguintes
119896119903 = 019 ∙ (1199110
1199110119868119868)
007
Iv(z) = 119896119868
119888119900(119911) middot ln (1199111199110
)
119902119901(z) = [1 + 7119868119907(119911)] middot1
2middot 120588 middot 1205841198982(119911)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 21
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
a)
b)
a)
b)
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Na Figura 311 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees)
a)
b)
Figura 39 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados ndash a) Wx b) Wxx
Figura 310 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores nos Alccedilados - a) Wy b) Wyy
Figura 311 - Coeficientes de Pressatildeo Interior - a) 1ordm Caso - Pressatildeo b) 2ordm Caso - Succcedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
22
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Para cada direccedilatildeo e sentido da accedilatildeo do vento foram considerados duas hipoacuteteses para os
coeficientes de pressatildeo interiores (pressotildees e succcedilotildees) que em conjunto com os coeficientes
de pressatildeo exteriores originam oito hipoacuteteses diferentes para as accedilotildees do vento
Nas figuras seguintes indicam-se os coeficientes de pressatildeo resultantes
a)
b)
a)
b)
353 Accedilatildeo do Vento nos Pilares
A partir da pressatildeo dinacircmica de pico e dos coeficientes de pressatildeo nos alccedilados
determinaram-se as forccedilas do vento nos pilares com base nas larguras de influecircncia dos
Figura 312 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wx Wxx - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 313 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes ndashAlccedilados Wy Wyy - a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 23
mesmos obtendo-se assim os valores das forccedilas distribuiacutedas que se encontram resumidos nos
Quadros 34 a 37
Sendo
Fw ndash forccedila da accedilatildeo do vento
cpResultante ndash coeficiente de pressatildeo resultante
Linfluecircncia ndash largura de influecircncia dos pilares
FwdistPilar ndash forccedila distribuiacuteda no pilar
B ndash alccedilado de barlavento
S ndash alccedilado de sotavento
LE ndash alccedilado lado esquerdo
LD ndash alccedilado lado direito
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
24
Quadro 34 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo x
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wx
Wx1 (1ordf Hipoacutetese) Wx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -19 -19 E 00 00 P1 12 10 00 -12 -12
A -14 -12 P2 32 14 -14 -28 -28 A -09 -07 P2 32 26 00 -14 -14
B -10 -08 P3 398 17 -18 -30 -30 B -05 -04 P3 398 33 00 -15 -15
C -07 -06 P4 20 09 -09 -11 -11 C -02 -02 P4 20 165 00 -03 -03
Quadro 35 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo xx
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wxx
Wxx1 (1 ordf Hipoacutetese) Wxx2 (2 ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -05 -04 P1 12 05 -05 -22 -22 E 00 00 P1 12 10 00 -14 -14
A -14 -12 P2 32 14 -14 -30 -30 A -09 -07 P2 32 26 00 -15 -15
B -10 -08 P3 398 17 -18 -28 -28 B -05 -04 P3 398 33 00 -14 -14
C -07 -06 P4 20 09 -09 -10 -10 C -02 -02 P4 20 16 00 -028 -03
Quadro 36 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo y
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wy
Wy1 (1ordf Hipoacutetese) Wy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm] Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -23 -23 E 00 00 P1 17 14 00 -15 -15
A -14 -12 P2 335 15 -15 -33 -33 A -09 -07 P2 335 28 00 -16 -16
B -10 -08 P3 36 16 -164 -26 -26 B -05 -04 P3 36 30 00 -13 -13
C -07 -06 P4 19 08 -09 -07 -07 C -02 -02 P4 19 16 00 -02 -02
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 25
Quadro 37 - Accedilatildeo do Vento nos Pilares - Direccedilatildeo yy
Cargas Distribuiacutedas nos Pilares - Wyy
Wyy1 (1ordf Hipoacutetese) Wyy2 (2ordf Hipoacutetese)
Zonas cpResultante Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
Zonas cpResultante
Fw
[kNm2]
FwdistPilar
[kNm]
D 05 04 Pilares Linfluecircncia B S LE LD D 10 08 Pilares Linfluecircncia B S LE LD
E -06 -05 P1 17 07 -08 -14 -14 E 00 00 P1 17 14 00 -09 -09
A -14 -12 P2 335 15 -15 -26 -26 A -09 -07 P2 335 28 00 -13 -13
B -10 -08 P3 36 16 -16 -33 -33 B -05 -04 P3 36 30 00 -16 -16
C -07 -06 P4 19 08 -09 -12 -12 C -02 -02 P4 19 16 00 -03 -03
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
26
354 Accedilatildeo do Vento nas Platibandas
Para a determinaccedilatildeo das forccedilas resultantes exercidas sobre as platibandas foram
considerados por simplificaccedilatildeo os mesmos valores dos coeficientes de pressatildeo exteriores dos
alccedilados
Em relaccedilatildeo aos valores dos coeficientes de pressatildeo interiores apenas foram considerados os
valores positivos (cpi = +02) por questotildees de seguranccedila
355 Coeficientes de Pressatildeo na Cobertura
Nas Figuras 314 a 317 estatildeo indicados os coeficientes de pressatildeo para as direccedilotildees do
vento na cobertura
Coeficientes de Pressatildeo Exteriores
Figura 314 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wx - Cobertura
Figura 315 - Coeficientes de Pressatildeo Exteriores Wxx - Cobertura
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 27
Coeficientes de Pressatildeo Interiores
Os coeficientes de pressatildeo interiores foram jaacute indicados em 352
Coeficientes de Pressatildeo Resultantes
Na zona da cobertura foram tambeacutem considerados oito hipoacuteteses para a accedilatildeo do vento em
funccedilatildeo das diferentes direccedilotildees sentidos e coeficientes de pressatildeo exteriores e interiores
Os coeficientes de pressatildeo resultantes estatildeo indicados nas Figuras 318 e 319 e nos
Quadros 38 e 39
Figura 317 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wyy - Cobertura
Figura 316 - Coeficientes de Pressatildeo Exterior Wy - Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
28
a)
b)
a)
b)
Quadro 38 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees x e xx
Wx Wxx
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Figura 318 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wx Wxx ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
Figura 319 - Coeficientes de Pressatildeo Resultantes - Cobertura Wy Wyy ndash a) 1ordf Hipoacutetese
b) 2ordf Hipoacutetese
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 29
Quadro 39 - Accedilatildeo do Vento na Cobertura nas Direccedilotildees y e yy
Wy Wyy
1ordf Hipoacutetese 2ordf Hipoacutetese
Zonas hhp qp(z) cscd cpResultante Fw
[kNm2]
cpResultante Fw
[kNm2]
F
0367 08268 1
-03 -02 -080 -07
G -03 -02 -075 -06
H -05 -04 -10 -08
I 00 00 -05 -04
Sismo 36
A accedilatildeo siacutesmica foi realizada a partir dos espectros de resposta segundo o EC8 previstos
para o territoacuterio nacional para o concelho onde o edifiacutecio iraacute ser construiacutedo
O Quadro 310 indica alguns dos paracircmetros necessaacuterios no caacutelculo dos espectros de
resposta
Quadro 310 - Determinaccedilatildeo dos Espectros de Resposta de Caacutelculo
Paracircmetros de Espectros de
Resposta de Caacutelculo
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica
Tipo 2
Tipo de Terreno B B
Zona Siacutesmica 12 23
Classe de Importacircncia II II
γI 1 1
agR (ms2) 2 17
ag (ms2) 2 17
Smaacutex 135 135
TB(s) 01 01
TC(s) 06 025
TD(s) 20 20
12 13
ξ () 5 5
η 1 1
q 15 15
β 02 02
2 2
maxmax
1 ms 4 ms
1= 1
3
g
g
a
SS S a
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
30
Considerando o valor recomendado de β igual a 02 e os paracircmetros definidos
anteriormente foi possiacutevel definir os espectros de resposta horizontais elaacutesticos representados
na Figura 320
Figura 320 - Espetros de Caacutelculo para Accedilotildees Siacutesmicas do Tipo 1 e 2
No programa de elementos finitos que serviu para o estudo da accedilatildeo siacutesmica introduziram-
se em ficheiros ˝txt˝ as funccedilotildees espetrais de caacutelculo para as accedilotildees siacutesmicas do Tipo 1 e 2
conforme se indica na Figura 320
As combinaccedilotildees das accedilotildees siacutesmicas horizontais estatildeo de acordo com a Claacuteusula sect43351
(3) da NP EN 1998-1 tendo-se considerado que as componentes horizontais U1 e U2 atuam
simultaneamente combinadas segundo os seguintes criteacuterios
Em que
+ ndash significa a combinar com
EEdx ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da accedilatildeo siacutesmica segundo x
EEdy ndash representa os esforccedilos devidos agrave aplicaccedilatildeo da mesma accedilatildeo siacutesmica segundo y
000
050
100
150
200
250
300
350
400
450
0 05 1 15 2 25 3 35 4
Sd
[ms
2]
T
[s]
Espetros de Caacutelculo Tipo 1 e 2 (5 de amortecimento)
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 1
Accedilatildeo Siacutesmica Tipo 2
03Ed X Ed YE E (Eq 31)
03 Ed X Ed YE E (Eq 32)
3 QUANTIFICACcedilAtildeO DAS ACcedilOtildeES
Maria Isabel Balboa Antunes 31
A partir da funccedilatildeo ˝mass source˝ do SAP2000 foram definidas as massas consideradas
na anaacutelise siacutesmica que incluiacuteram as restantes cargas permanentes e as sobrecargas sendo que
as sobrecargas foram multiplicadas pelo coeficiente ψ2
A resposta dinacircmica da estrutura foi obtida a partir de uma anaacutelise modal tendo-se
considerado o nuacutemero de modos de vibraccedilatildeo necessaacuterios de modo a obterem-se fatores de
participaccedilatildeo modais superiores a 90 nas duas direccedilotildees principais x e y
Apresentam-se nas Figuras 321 a 324 os modos com maior participaccedilatildeo de massa
1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 125
f = 165 Hz
T = 0605 s
4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 484
f = 52 Hz
T = 019 s
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (x-x) 47
f = 62 Hz
T = 0605 s
90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Participaccedilatildeo Modal (y-y) 19
f = 384 Hz
T = 003 s
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 321 - 1ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 322 - 4ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 323 - 5ordm Modo de Vibraccedilatildeo
Figura 324 - 90ordm Modo de Vibraccedilatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
32
Impulso das Terras 37
Os impulsos das terras foram simulados atraveacutes de uma carga triangular aplicada nos
muros da cave que delimitam o Edifiacutecio em todo o periacutemetro (ver Figura 325)
Figura 325 - Impulsos de terreno nos muros da cave
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
33
4 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE BETAtildeO ARMADO
Para o dimensionamento dos elementos de betatildeo armado foram retirados os esforccedilos do
modelo de caacutelculo e calculadas as armaduras longitudinais e transversais das lajes vigas
pilares e sapatas segundo os criteacuterios de dimensionamento definidos na Memoacuteria Descritiva
As lajes e as vigas foram dimensionadas a partir de tabelas elaboradas em folhas de caacutelculo
em ˝Excel˝ realizadas para este Projeto tendo-se utilizado tambeacutem o software de caacutelculo
˝Gala Reinforcement˝ para o dimensionamento orgacircnico das platibandas dos pilares e dos
muros da cave
Lajes 41
De um modo geral as lajes que constituem os pavimentos dos edifiacutecios soacute satildeo
dimensionadas para cargas verticais perpendiculares ao seu plano meacutedio sendo a resistecircncia
agraves accedilotildees horizontais garantida pelo esqueleto estrutural dos pilares e das vigas
411 Dimensionamento
O dimensionamento das lajes foi feito a partir dos esforccedilos envolventes de caacutelculo
determinados nas duas direccedilotildees principais para as combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
dos estados limites uacuteltimos
Os eixos principais das lajes satildeo os indicados na Figura 41
Figura 41 - Eixos Locais das Lajes
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
34
Os esforccedilos finais dos momentos de caacutelculo foram obtidos a partir dos seguintes criteacuterios
de combinaccedilatildeo
M11 ge 0 M+
Ed11 = M11 + |M12|
M11 lt 0 M-Ed11 = M11 - |M12|
M22 ge 0 M+
Ed22 = M22 + |M12|
M22 lt 0 M-Ed22 = M22 - |M12|
412 Lajes da Cobertura
4121 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Nas figuras seguintes satildeo indicados os momentos positivos e negativos para as
combinaccedilotildees envolventes mais desfavoraacuteveis das lajes da cobertura determinados no modelo
desenvolvido no ˝SAP2000˝
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 42 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 35
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Para as armaduras de flexatildeo respeitaram-se os criteacuterios de dimensionamento indicados na
Memoacuteria Descritiva
O Quadro 41 indica todos os paracircmetros e expressotildees necessaacuterias ao dimensionamento das
lajes do Edifiacutecio
Figura 43 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 44 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
36
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNmm] μ
ω Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
L11 Env_ELU
M11Ed+ 3 0011 0011 053 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -15 0005 0005 027 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 25 0009 0009 044 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L12 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -5 0018 0018 089 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L13 Env_ELU
M11Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -2 0007 0007 036 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -65 0023 0023 116 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
L14 Env_ELU
M11Ed+ 8 0028 0029 144 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M11Ed- -7 0025 0025 125 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed+ 6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
M22Ed- -6 0021 0022 107 176 640 402 ϕ80125 0804 201 ϕ8025
Quadro 41 - Armaduras de Flexatildeo das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 37
4122 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento ao esforccedilo transverso das lajes da cobertura foi realizado com base
nos esforccedilos envolventes mais condicionantes tendo em a conta a resistecircncia do betatildeo ao
corte
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro 42 resume as verificaccedilotildees realizadas para o esforccedilo transverso
Figura 45 - V23 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
38
4123 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Fendilhaccedilatildeo
Em lajes com traccedilotildees axiais pouco significativas dispensa-se a verificaccedilatildeo da fendilhaccedilatildeo
4124 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo de Deformaccedilatildeo
As deformaccedilotildees maacuteximas em todas as lajes da cobertura satildeo inferiores agrave deformaccedilatildeo
admissiacutevel (δ lt L250)
413 Laje Teacuterrea
4131 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
Os esforccedilos de caacutelculo para a determinaccedilatildeo das armaduras de flexatildeo satildeo os indicados nas
Figuras 46 a 48
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck =25 Mpa
b = 1m
h = 016 m
A500
fyk = 500Mpa
Rec= 3 cm
d = 013 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
L11 Env_ELU VEd23
+ 14 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -7 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L12 Env_ELU VEd23
+ 41 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -33 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L13 Env_ELU VEd23
+ 38 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -30 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
L14 Env_ELU
VEd23+ 25 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
VEd23- -11 012 2 0003 015 0 049 643 Verifica
Quadro 42 - Verificaccedilatildeo de Esforccedilo Transverso das Lajes da Cobertura
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 39
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 46 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 47 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
40
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 43 resume-se o dimensionamento da laje teacuterrea
Figura 48 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 41
Materiais
Armaduras de Flexatildeo Principais Armaduras de Distribuiccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilotildees MEd
[kNm] 120641
120654
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras 02 As
[cm2m]
Asadotadodist
[cm2m]
Armaduras
LT1 Env_ELU
M11Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M11Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed+ 5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
M22Ed- -5 00248 0025 106 149 60 162 ϕ60175 032 162 ϕ60175
Quadro 43 - Armaduras de Flexatildeo da Laje Teacuterrea
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
42
4132 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
As figuras seguintes representam os diagramas das envolventes mais desfavoraacuteveis do
esforccedilo transverso empregues na verificaccedilatildeo de seguranccedila das lajes
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
No Quadro 44 eacute feita a verificaccedilatildeo de seguranccedila da laje ao esforccedilo transverso
Figura 410 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
Figura 49 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Eforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Eforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 43
Platibandas 42
421 Dimensionamento
O dimensionamento foi realizado tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e
M12 e os esforccedilos axiais F11 e F22 de caacutelculo tendo as armaduras sido calculadas com recurso
ao ˝GaLa Reinforcement˝ a partir de aacutebacos de flexatildeo composta
A Figura 411 indica os eixos das lajes das platibandas
422 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras seguintes estatildeo indicados esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas e
miacutenimas de caacutelculo
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 1 m
h = 015 m
A500
fyk= 500Mpa
Rec= 4 cm
d = 011 m
Lajes Combinaccedilatildeo VEd
[kN] CRdc k ρ1 k1 σcp νmin
VRdc
[kN] Obs
LT1 Env_ELU VEd23
+ 23 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
VEd23- -13 012 2 0001 015 0 049 544 Verifica
Quadro 44 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila ao Esforccedilo Transverso da Laje Teacuterrea
Figura 411 - Eixos Locais das Platibandas
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Tardoz Alccedilado Esquerdo
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
44
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 412 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 413 ndash M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 414 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 45
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Armaduras horizontais e verticais
Na Figura 417 indica-se as armaduras resultantes dos caacutelculos efetuados
Figura 415 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 416 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 417 - Corte Transversal Tipo das Platibandas
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
46
423 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
A fendilhaccedilatildeo foi tambeacutem analisada tendo-se constatado que as aberturas satildeo inferiores aos
maacuteximos regulamentares
Muros 43
431 Dimensionamento
O dimensionamento das paredes dos muros foi feito aos Estados Limites Uacuteltimos e de
Utilizaccedilatildeo tendo-se considerado os momentos fletores M11 M22 e M12 e os esforccedilos axiais F11
e F22 de caacutelculo
Na Figura 418 indica-se os eixos locais dos muros da cave
432 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Verticais e Horizontais
Nas Figuras 419 a 423 estatildeo indicados os esforccedilos das combinaccedilotildees envolventes maacuteximas
e miacutenimas necessaacuterios no caacutelculo das armaduras dos muros da cave
Figura 418 - Eixos Locais dos Muros da Cave
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Alccedilado Esquerdo Alccedilado Tardoz
Alccedilado Direito Alccedilado Frontal
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 47
Esforccedilos de Caacutelculo M11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Esforccedilos de Caacutelculo M22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo M12 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
a)
b)
Figura 419 - M11 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 421 - M12 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
Figura 420 - M22 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Momentos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Momentos Negativos
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
48
Esforccedilos de Caacutelculo F11 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
Esforccedilos de Caacutelculo F22 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Dimensionamento Orgacircnico
As paredes dos muros comportam-se como vigas-paredes e as armaduras satildeo as indicadas
na Figura 424
a) b)
Figura 423 - F22 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 422 - F11 (kN) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Negativos
Figura 424 - Identificaccedilatildeo das armaduras dos muros
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 49
Simbologia
As aacutereas das armaduras horizontais e verticais dos muros foram calculadas
independentemente nas duas direccedilotildees a partir dos esforccedilos de caacutelculo F11 + M11 e F22 + M22
tal como mostram os aacutebacos das Figuras 425 a 428
Muros do Alccedilado Frontal
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Armaduras Muros do Alccedilado Lateral Direito
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
ndash Armaduras horizontais superiores e inferiores
ndash Armaduras horizontais
ndash Armaduras verticais
Figura 425 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Frontal
Figura 426 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Direito
B A+C
B A+C
A
B
C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
50
Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
Muros do Alccedilado Tardoz
M11 + F11 ndash Armaduras
M22 + F22 ndash Armaduras
No Quadro 45 indica-se um quadro resumo das armaduras dos muros
Figura 427 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Lateral Esquerdo
Figura 428 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta dos Muros do Alccedilado Tardoz
B
B
A+C
A+C
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 51
Quadro 45 - Armaduras dos Muros
Materiais
Armaduras
Armaduras C2530
fck = 25Mpa
b = 012 m
h = 11 m
A500
fyk =500Mpa
Rec = 4cm
d = 181m
Secccedilotildees Faces
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Ashmin
[cm2m]
Ashadotada
[cm2m]
Armaduras
Esforccedilos
de
Caacutelculo
Asvmin
[cm2m]
Asv adotada
[cm2m] Armaduras
Alccedilado
Frontal
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Lateral
Direito
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Esquerdo
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
Alccedilado
Tardoz
Interior
Exterior M11+F11 25 314 4ϕ10 M22+F22 50 707 9ϕ10
433 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais
As figuras seguintes representam os diagramas de esforccedilos transversos mais desfavoraacuteveis
de todos os muros na verificaccedilatildeo ao esforccedilo transverso
Esforccedilos de Caacutelculo V23 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
Figura 429 - V23 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
B A+C
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
52
Esforccedilos de Caacutelculo V13 para as Combinaccedilotildees Envolventes Maacutexima e Miacutenima
a)
b)
O Quadro seguinte apresenta a verificaccedilatildeo do esforccedilo transverso resistente maacuteximo das
paredes dos muros
Quadro 46 - Verificaccedilatildeo do Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
Materiais
Esforccedilo Transverso Resistente Maacuteximo
C2530
fck= 25 Mpa
b = 025m
h= 185 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 181 m
Muros Combinaccedilatildeo VEd
[kN] acw ν
θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
p1 ENV_ELU 70 1 054 45 1833 Verifica
Na Figura 431 indica-se as armaduras adotadas na secccedilatildeo das paredes dos muros
Figura 431 - Armaduras das Paredes
Figura 430 - V13 (kNmm) ndash a) Envolvente Maacutexima dos Esforccedilos Transversos Positivos
b) Envolvente Miacutenima dos Esforccedilos Transversos Negativos
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 53
434 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Controlo da Fendilhaccedilatildeo
O controlo da fendilhaccedilatildeo foi realizado atraveacutes do programa ˝Gala Reinforcement˝ tendo-
se determinado as dimensotildees maacuteximas das fendas com base nos esforccedilos mais
condicionantes
Em que
es ndash extensatildeo meacutedia dos varotildees
ec ndash extensatildeo do betatildeo
Srm ndash espaccedilamento meacutedio entre fendas
Wm ndash espessura meacutedia das aberturas ao eixo dos varotildees
Wk ndash espessura de caacutelculo das aberturas ao eixo dos varotildees
Ws ndash espessura de caacutelculo das aberturas agrave face da secccedilatildeo
Vigas da Cobertura 44
441 Dimensionamento
O dimensionamento orgacircnico foi realizado a partir de folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala Reinforcement˝ com base nos esforccedilos de caacutelculo
A Figura 433 indica os eixos locais das vigas
Figura 432 - Controlo de Fendilhaccedilatildeo nos Muros (025 m x 185 m)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
54
442 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Flexatildeo
O dimensionamento em relaccedilatildeo ao estado limite uacuteltimo de flexatildeo de todas as vigas estaacute
resumido no Quadro 47
Na Figura 434 representa-se os diagramas dos momentos fletores referentes agraves
envolventes das combinaccedilotildees de accedilotildees mais desfavoraacuteveis
Figura 434 - Envolvente dos Momentos Fletores das Vigas da Cobertura
Eixo Local 1
Eixo Local 2
Eixo Local 3
Figura 433 - Eixos Locais das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 55
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V11 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-4709 00216 00219 166 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1539 00071 00071 054 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -4858 00223 00226 171 268 84 339 3ϕ12
V121 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7596 00349 00355 269 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1763 00081 00081 062 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00265 00269 204 268 84 339 3ϕ12
V122 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1229 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5770 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
V123 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6023 00277 00280 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1027 00047 00047 036 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7846 00360 00367 279 268 84 339 3ϕ12
V131 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1828 00084 00084 064 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7890 00362 00369 280 268 84 339 3ϕ12
V132 335
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1262 00058 00058 044 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5766 00265 00268 204 268 84 339 3ϕ12
V133 385
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-8000 00367 00374 284 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 2164 00099 00100 076 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6177 00284 00288 218 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
56
Materiais
Armaduras de Flexatildeo das Vigas da Cobertura C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Combinaccedilatildeo
MEd
[kNm] μ ω
Ascaacutelculo
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
Asmax
[cm2m]
Asadotado
[cm2m]
Armaduras
V141 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-9032 00415 00424 322 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1929 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
V142 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7213 00331 00337 256 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1930 00089 00089 068 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -9120 00419 00428 325 268 84 339 3ϕ12
V15 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6028 00277 00281 213 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 9169 00421 00430 327 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5622 00258 00262 199 268 84 339 3ϕ12
V161 796
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo 9150 00420 00429 326 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -5176 00238 00241 183 268 84 452 4ϕ12
V162 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5694 00261 00265 201 268 84 452 4ϕ12
12Vatildeo -3294 00151 00152 116 268 84 452 4ϕ12
Apoio Direito -11961 00549 00565 429 268 84 452 4ϕ12
V171 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-7325 00336 00342 260 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 1723 00079 00079 060 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
V172 398
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-6465 00297 00301 229 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 961 00044 00044 034 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
V173 241
Apoio Esquerdo
Env_ELU
-5271 00242 00245 186 268 84 339 3ϕ12
12Vatildeo 502 00023 00023 018 268 84 339 3ϕ12
Apoio Direito -7007 00322 00327 248 268 84 339 3ϕ12
Quadro 47 - Vigas da Cobertura ndash Armaduras de Flexatildeo (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 57
443 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras de Esforccedilo Transverso
O dimensionamento das armaduras de corte foi realizado com base na envolvente dos
esforccedilos transversos maacuteximos indicada na Figura 435 a partir de um conjunto de folhas de
caacutelculo em ˝Excel˝
Os resultados estatildeo indicados nos Quadros 48 e 49
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V11 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-4766 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1522 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 4526 1 054 45 802 Verifica
V121 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6468 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -2996 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6141 1 054 45 802 Verifica
V122 335
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5624 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2199 1 054 45 802 Verifica
Apoio Direito 5553 1 054 45 802 Verifica
V123 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6093 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2494 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7081 1 054 45 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura
Figura 435 - Envolvente dos Esforccedilos Transversos das Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
58
Materiais
Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas L
[m] Secccedilotildees Comb
VEd
[kN]
acw ν θ
[deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
V131 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6129 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 3131 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6738 1 054 45 802 Verifica
V132 335
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-647 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2234 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 5427 1 054 45 802 Verifica
V133 385
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7593 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 1998 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6288 1 054 45 802 Verifica
V141 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7895 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2203 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7624 1 054 45 802 Verifica
V142 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-7592 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo 2305 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 7927 1 054 45 802 Verifica
V15 796
Apoio
Esquerdo ENV_
ELU
-5985 1 054 45 802 Verifica
12Vatildeo -693 1 054 45 802 Verifica
Ap Direito 6202 1 054 45 802 Verifica
V161 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-10117 1 054 46 802 Verifica
12Vatildeo -10996 1 054 47 802 Verifica
Apo Direito 6350 1 054 48 802 Verifica
V162 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
5268 1 054 49 802 Verifica
12Vatildeo -684 1 054 50 802 Verifica
Ap Direito 8788 1 054 51 802 Verifica
V171 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6557 1 054 52 802 Verifica
12Vatildeo -1933 1 054 53 802 Verifica
Ap Direito 6997 1 054 54 802 Verifica
V172 398
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6399 1 054 55 802 Verifica
12Vatildeo -1365 1 054 56 802 Verifica
Ap Direito 4762 1 054 57 802 Verifica
V173 241
Ap Esquerdo ENV_
ELU
-6328 1 054 58 802 Verifica
12Vatildeo -4398 1 054 59 802 Verifica
Ap Direito 6576 1 054 60 802 Verifica
Quadro 48 - Dimensionamento ao Esforccedilo Transverso das Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 59
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m] max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m)]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V11
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 185 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 059 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 175 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V121
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 250 3105 250 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 116 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 238 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V122
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 218 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 215 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V123
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 236 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 097 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 274 3105 274 2 14 201 495 495 ϕ8025
V131
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 237 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 121 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 261 3105 261 2 13 201 495 495 ϕ8025
V132
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 251 3105 251 2 13 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 087 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 210 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V133
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 077 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 243 3105 243 2 12 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
60
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck= 25 Mpa
b= 03 m
h= 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m
]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
Nordm
ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m
]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm] Estribos
V141
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 306 3105 306 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 085 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 295 3105 295 2 15 201 495 495 ϕ8025
V142
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 294 3105 294 2 15 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 089 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 307 3105 307 2 15 201 495 495 ϕ8025
V15
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 232 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 027 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 240 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
V161
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 406 3105 406 2 20 251 495 495 ϕ802
12Vatildeo 00008 240 046 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 273 3105 273 2 14 201 495 495 ϕ8025
V162
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 235 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 032 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 420 3105 420 2 21 251 495 495 ϕ8025
V171
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 325 3105 325 2 16 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 099 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 373 3105 373 2 19 201 495 495 ϕ8025
V172
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 354 3105 354 2 18 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 078 3105 240 2 12 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 284 3105 284 2 14 201 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 61
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
h = 07 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
d = 066 m
Vigas Secccedilotildees Combinaccedilatildeo ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
sw
adoptado
A
s
[cm2m]
nordm ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
slmaacutex
[mm]
stmaacutex
[mm]
Estribos
V173
Ap Esq
ENV_ELU
00008 240 392 3105 392 2 20 201 495 495 ϕ8025
12Vatildeo 00008 240 283 3105 283 2 14 201 495 495 ϕ8025
Ap Dir 00008 240 441 3105 441 2 22 251 495 495 ϕ8025
Quadro 49 - Armaduras de Esforccedilo Transverso nas Vigas da Cobertura (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
62
444 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
O dimensionamento aos estados limites de fendilhaccedilatildeo foi efetuado aplicando os criteacuterios
do EC2 atraveacutes de uma folha de caacutelculo em ˝Excel˝ e recorrendo tambeacutem ao software ˝Gala
Reinforcement˝
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530
fck = 25 Mpa
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Viga Combinaccedilatildeo fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmins
[cm2m]
V030mx070m ENV_ELU 26 04 1 1050 218
Conclusatildeo Todas as armaduras longitudinais das vigas da cobertura tecircm armaduras
superiores agrave armadura miacutenima de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamentos Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax natildeo pode ser superior a 03 mm uma vez que
todas as vigas satildeo da classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos apoios das vigas
Na Figura 436 estaacute indicada a verificaccedilatildeo para a secccedilatildeo mais desfavoraacutevel de uma das
vigas tendo-se verificado que a abertura maacutexima eacute de 0279 mm inferior ao valor maacuteximo
admissiacutevel
445 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Deformaccedilatildeo
Uma vez que as vigas foram dimensionadas de modo a satisfazerem os limites vatildeoaltura
de acordo com o EC2 considera-se que as flechas natildeo excedem os limites estabelecidos
Quadro 410 - Vigas de Coberturas - Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo
Figura 436 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo na Secccedilatildeo do Apoio de uma das Vigas
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 63
Nota Em relaccedilatildeo agraves vigas de fundaccedilatildeo do Edifiacutecio o dimensionamento encontra-se no Anexo I
Pilares 45
451 Dimensionamento
Os pilares foram dimensionados a partir da anaacutelise direta dos ficheiros de resultados dos
esforccedilos NEdx + MEy + MEdz para as combinaccedilotildees mais desfavoraacuteveis determinados no
˝SAP2000˝ em relaccedilatildeo aos estados limites uacuteltimos
O dimensionamento orgacircnico foi feito com recurso agraves expressotildees das secccedilotildees sujeitas agrave
flexatildeo desviada com compressatildeo e ou traccedilatildeo a partir do software ˝Gala Reinforcement˝
considerando para os materiais o betatildeo da classe C2530 e o accedilo das armaduras ordinaacuterias
A500NR
De modo a facilitar o dimensionamento dos pilares criaram-se diferentes grupos com base
nos esforccedilos da mesma ordem de grandeza
a)
b)
Pilares Grupos
Secccedilotildees
[m x m] h
[m] a b
P11
A
035 035 185
P12 035 035 185
P13 035 035 185
P14 035 035 185
P15
B
035 035 185
P16 035 035 185
P17 035 035 185
P18 035 035 185
P19 C
035 035 185
P110 035 035 185
P111 D
035 035 185
P112 035 035 185
Figura 437 - Identificaccedilatildeo dos Grupos de Pilares ndash a) Vista em 3D b) Vista em Planta
Quadro 411 - Grupos e Geometria dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
64
452 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Longitudinais
O dimensionamento foi realizado de modo a verificar se os esforccedilos de caacutelculo para as
combinaccedilotildees de accedilotildees dos estados limites uacuteltimos mais condicionantes eram inferiores agrave
capacidade resistente das secccedilotildees previamente arbitradas (geometria e armaduras)
Os quadros e graacuteficos seguintes resumem o estudo das secccedilotildees dos diferentes grupos de
pilares a partir dos esforccedilos determinados no ˝SAP2000˝ tendo-se recorrido ao ˝Gala
Reinforcement˝ e tambeacutem a folhas elaboradas em ˝Excel˝ para as diferentes verificaccedilotildees
Pilares do Grupo A
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 413 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo A
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1587 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 2315 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx2) -15870 4007 1825
ELUT+
(Wy2) -23154 1643 712
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Figura 438 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N= - 1587 kN b) N= - 2315 kN
Quadro 412 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo A
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 65
Pilares do Grupo B
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Quadro 415 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo B
Pilares do Grupo C
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 804 kN (Compressatildeo)
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wxx1) -8040 -2080 3922
ELUT+(Wyy1) -10220 -3626 -3583
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 905 49 8ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -14467 -1189 1836
ELUE1y -10730 7014 1452
Quadro 414 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo B
Figura 439 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 804 kN b) N = - 1022 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100M
z
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 8ϕ12
N= 1022 kN (Compressatildeo)
Quadro 416 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo C
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
66
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Quadro 417 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo C
Pilares do Grupo D
Aacutebacos de Dimensionamento ndash Flexatildeo Composta com Compressatildeo
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
- Esforccedilos de caacutelculo mais desfavoraacuteveis
a)
b)
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armadura
adotada
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
Combinaccedilatildeo N
[kN]
Mz
[kNm]
My
[kNm]
ELUT+
(Wyy1) -11142 -1273 -2928
ELUE1y -9015 1804 937
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 1073 kN (Compressatildeo)
Quadro 418 - Esforccedilos de Caacutelculo ndash Grupo D
Figura 441 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 11142 kN b) N = - 9015 kN
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 11142 kN (Compressatildeo)
-100
-50
0
50
100
-100 -50 0 50 100
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 mx 035m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 9015 kN (Compressatildeo)
-80
-40
0
40
80
-80 -40 0 40 80
Mz
My
Secccedilatildeo arbitrada 035 m x 035 m
com 4ϕ16 + 4ϕ12
N= 14467 kN (Compressatildeo)
Figura 440 - Aacutebacos de Flexatildeo Composta a) N = - 14467 kN b) N = - 1073 kN
Capacidade
Resistente Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
Capacidade
Resistente
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 67
Quadro 419 - Armaduras Longitudinais dos Pilares do Grupo D
Nota As armaduras consideradas para todos os pilares verificam a seguranccedila aos estados
limites uacuteltimos de flexatildeo composta
453 Estados Limites Uacuteltimos ndash Armaduras Transversais (Cintas)
A partir dos esforccedilos transversos maacuteximos das combinaccedilotildees dos estados limites uacuteltimos
foram realizados os caacutelculos para o dimensionamento das armaduras transversais de acordo
com os elementos indicados nos Quadros 420 e 421
Quadro 420 - Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
Materiais Valor de Caacutelculo do Esforccedilo Transverso Maacuteximo
C2530
fck = 25 Mpa
b = 035 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4 cm
Pilares Secccedilotildees
VEdy
[kN]
VEdz
[kN]
acw ν θ [deg]
VRdmaacutex
[kN] VEd lt VRdmaacutex
PA 035m x 035m 2348 4087 1 054 45 439 Verifica
PB 035m x 035m 3741 3851 1 054 45 439 Verifica
PC 035m x 035m 1739 1301 1 054 45 439 Verifica
PD 035m x 035m 4596 3133 1 054 45 439 Verifica
Secccedilatildeo Asmin
[cm2]
Asadotado
[cm2]
Asmax
[cm2]
Armaduras
adotadas
035 m x 035 m 245 1257 49 4ϕ16+4ϕ12
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
68
Materiais
Armaduras de Esforccedilo Transverso C2530
fck = 25 Mpa
b = 03 m
A500
fyk = 500 Mpa
Rec= 4cm
Grupos
de Pilares Secccedilotildees
ρwmin
min
swA
s
[cm2m]
calc
swA
s
[cm2m]
max
swA
s
[cm2m]
[cm2m]
Nordm
Ramos
sw
ramo
A
s
[cm2m]
sw
ramo adoptado
A
s
[cm2m]
sclmaacutex
[mm] Estribos
PA 035m x 035m 00008 280 337 3623 337 2 17 335 160 ϕ8015
PB 035m x 035m 00008 280 319 3623 319 2 16 335 160 ϕ8015
PC 035m x 035m 00008 280 154 3623 154 2 14 335 160 ϕ8015
PD 035m x 035m 00008 280 421 3623 421 2 21 335 160 ϕ8015
A Figura 442 representa a pormenorizaccedilatildeo das armaduras nos pilares
Quadro 421 - Cintas nos Pilares
Figura 442 - Armaduras nos Pilares
8ϕ12
Cintas ϕ8015
sw
adoptado
A
s
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 69
454 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo - Fendilhaccedilatildeo
Os estados limites de fendilhaccedilatildeo dos pilares foram analisados pelo ˝Gala Reinforcement˝
e tambeacutem em folhas de caacutelculo em ˝Excel˝
Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo
Materiais
Armadura Miacutenima de Fendilhaccedilatildeo C2530 fck= 25Mpa
A500 fyk= 500Mpa
Grupos
de
Pilares
fcteff
[MPa] kc k
Act
[cm2m]
Asmin
[cm2m]
PA 26 04 1 613 127
PB 26 04 1 613 127
PC 26 04 1 613 127
PD 26 04 1 613 127
Nota Todas as armaduras longitudinais dos pilares tecircm uma armadura superior agrave armadura
miacutenima de fendilhaccedilatildeo verificando assim o estado limite de fendilhaccedilatildeo
Espaccedilamento Maacuteximos dos Varotildees
O limite maacuteximo de abertura de fendas wmax considerado foi de 03 mm uma vez que os
pilares da estrutura pertencem agrave classe de exposiccedilatildeo XC2
A verificaccedilatildeo das aberturas das fendas foi realizada nas secccedilotildees dos pilares conforme
indicado na Figura 442
Quadro 422 - Armaduras Miacutenimas de Fendilhaccedilatildeo dos Pilares
Figura 443 - Estado Limite de Fendilhaccedilatildeo nas Secccedilotildees dos Pilares
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
70
Sapatas 46
461 Dimensionamento
As sapatas foram calculadas segundo os criteacuterios gerais definidos na Memoacuteria Descritiva
De acordo com o que foi referido no preacute-dimensionamento os momentos fletores dos
pilares satildeo absorvidos diretamente pelas vigas de fundaccedilatildeo
As sapatas foram dimensionadas para as combinaccedilotildees raras e apenas para os esforccedilos
axiais provenientes da superestrutura a que se juntaram tambeacutem os pesos proacuteprios e da terra
sobre as sapatas
O caacutelculo das armaduras foi feito pelo Meacutetodo de Labelle a partir das seguintes expressotildees
462 Estados Limites Uacuteltimos ndash Resistecircncia agrave Rotura por Corte
Os Quadros 423 424 e 425 resumem todas verificaccedilotildees realizadas no caacutelculo das
sapatas
( )
8 ( )
tsd x osx bsd
syd syd
F A aA N
f B d f B
(Eq 41)
( )
8 ( )
tsd y osy bsd
syd syd
F B aA N
f B d f A
(Eq 42)
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 71
Quadro 423 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Siacutesmicas
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 Mpa
Accedilo A500
fyd = 435 Mpa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
da
Sapata
[kN]
Combinaccedilatildeo Siacutesmica
Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN] σsolo
[kNm2]
2σadm
[kNm2] σsolo le 2σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10156 11847 7582 500 Verifica 015
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 18417 20107 12868 500 Verifica 026
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19366 21056 13476 500 Verifica 027
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 11036 12726 8145 500 Verifica 016
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16485 18175 11632 500 Verifica 023
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 16372 18062 11560 500 Verifica 023
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 10002 11692 7483 500 Verifica 015
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 19535 21225 13584 500 Verifica 027
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 25289 26980 17267 500 Verifica 035
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 14129 15819 10124 500 Verifica 020
S21 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 4341 6032 3860 500 Verifica 008
S22 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELU_E1x 7219 8909 5702 500 Verifica 011
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
72
Quadro 424 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila do Solo ndash Combinaccedilotildees Raras
Sapatas
Betatildeo C2530
fcd = 167 MPa
Accedilo A500
fyd = 435 MPa Peso
de
Terra
[kN]
Peso
das
Sapata
s
[kN]
Combinaccedilatildeo Rara Verificaccedilatildeo
Geometria Combinaccedilatildeo Rara
A
[m]
B
[m]
H
[m]
H1
[m]
ao
[m]
bo
[m] Combinaccedilotildees
F3
[kN]
Nb
[kN]
σsolo
[kNm2]
σadm
[kNm2]
σsolole σadm Raacutecio
S11 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wxx1) 12505 14196 9085 250 Verifica 036
S12 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 18620 20310 12999 250 Verifica 052
S13 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 19575 21265 13610 250 Verifica 054
S14 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 13704 15394 9852 250 Verifica 039
S15 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wxx1) 16775 18465 11817 250 Verifica 047
S16 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wyy1) 16850 18540 11865 250 Verifica 047
S17 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wy1) 12393 14083 9013 250 Verifica 036
S18 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_SC1+SC2(T+
Wx1) 19613 21303 13634 250 Verifica 055
S19 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T-(Wyy1) 27681 29371 18797 250 Verifica 075
S110 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_Wx1(T-) 14548 16238 10393 250 Verifica 042
S111 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 6943 8634 5525 250 Verifica 022
S112 125 125 030 020 035 035 518 1172 ELURara_T+(Wy1) 11365 13055 8355 250 Verifica 033
4 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE BETAtildeO ARMADO
Maria Isabel Balboa Antunes 73
Sapatas
Peso
das
Sapatas
[kN]
Peso
de
Terra
[kN]
Esforccedilos da Estrutura Armaduras Direccedilatildeo X Armaduras Direccedilatildeo Y
Combinaccedilatildeo
Siacutesmica
Combinaccedilatildeo
Fundamental
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmX
Comb
Siacutesmica
Comb
Fund ArmY
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Comb
(ELU)
F3
[kN]
Nbsd
[kN]
Asxcalculo
[cm2m]
Asxcalculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
Asy calculo
[cm2m]
S11 1172 518 E1x 10156 11847 T-(Wxx1) 17666 19357 091 148 ϕ12015 091 148 ϕ12015
S12 1172 518 E1x 18417 19588 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 150 207 ϕ12015 150 207 ϕ12015
S13 1172 518 E1x 19366 20538 SC1+SC2
(T+)
25289 26980 157 207 ϕ12015 157 207 ϕ12015
S14 1172 518 E1x 11036 12208 T-(Wyy1) 19305 20996 094 161 ϕ12015 094 161 ϕ12015
S15 1172 518 E1x 16485 17657 SC1+SC2
(T+)
22669 24359 135 187 ϕ12015 135 187 ϕ12015
S16 1172 518 E1x 16372 17544 SC1+SC2
(T+)
22832 24523 134 188 ϕ12015 134 188 ϕ12015
S17 1172 518 E1x 10002 11174 T-(Wy1) 17664 19354 086 148 ϕ12015 086 148 ϕ12015
S18 1172 518 E1x 19535 20707 SC1+SC2
(T+)
26381 28071 159 215 ϕ12015 159 215 ϕ12015
S19 1172 518 E1x 25289 26461 T-(Wyy1) 37752 39442 203 302 ϕ12015 203 302 ϕ12015
S110 1172 518 E1x 14129 15301 SC2
(Wx1T-)
19716 21406 117 164 ϕ12015 117 164 ϕ12015
S111 1172 518 E1x 4341 5513 T+(Wy1) 10247 11937 042 091 ϕ12015 042 091 ϕ12015
S112 1172 518 E1x 7219 8390 T+(Wy1) 16327 18017 064 138 ϕ12015 064 138 ϕ12015
Quadro 425 - Verificaccedilatildeo de Seguranccedila das Sapatas
Projeto de Estabilidade de um Edifiacutecio para uma Sala Eleacutetrica em Betatildeo Armado e Estrutura Metaacutelica
75
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
O dimensionamento da estrutura do piso metaacutelico consistiu na verificaccedilatildeo de seguranccedila
dos pilares e das vigas que formam esta estrutura a partir dos esforccedilos de caacutelculo
determinados no ˝SAP2000˝
Foram realizadas todas as verificaccedilotildees de seguranccedila para as secccedilotildees transversais e para os
elementos conforme o EC3
Recorreu-se tambeacutem ao programa ˝SemiComp˝ e a folhas de caacutelculo em ˝Excel˝ de modo
a comparar os resultados obtidos nas diversas verificaccedilotildees
O piso metaacutelico eacute constituiacutedo por um esqueleto formado por pilares e vigas principais com
perfis IPE100 e vigas secundaacuterias cujos perfis satildeo T50x6
Todo este conjunto estaacute ligado por um pavimento em accedilo em chapa xadrez 57 mm
Dimensionamento 51
511 Caracteriacutesticas Geomeacutetricas e Propriedades das Secccedilotildees Transversais
A verificaccedilatildeo da resistecircncia das secccedilotildees foi realizada a partir das caracteriacutesticas
geomeacutetricas dos perfis com base nas informaccedilotildees recolhidas na tabela de perfis laminados da
˝Arbed˝
Nos Quadros 51 e 52 indicam-se as carateriacutesticas geomeacutetricas dos perfis metaacutelicos
utilizados
Figura 51 - Vista em 3D do Piso Metaacutelico
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
76
Quadro 51 - Propriedades e Caracteriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil IPE 100
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
tw
[mm]
tf
[mm]
A
[mm2]
r
[mm]
235 210 81 168 100 55 41 57 1032 7
Eixo de Maior ineacutercia y-y Eixo de Menor Ineacutercia z-z Iy
[cm4]
Wely
[cm3]
Wply
[cm3]
iy
[cm]
Avz
[cm2]
Iz
[cm4]
Welz
[cm3]
Wplz
[cm3]
iz
[cm]
Avy
[cm2]
It
[cm4]
Iw
[cm6]
171 342 3941 407 508 1592 579 915 124 508 12 350
Quadro 52 - Propriedades e Carateriacutesticas Geomeacutetricas - Perfil T50x6
fy
[MPa]
E
[MPa]
G
[kgm]
L
[m]
h
[mm]
b
[mm]
s = t
[mm]
r
[mm]
A
[mm2]
235 210 444 06 50 50 6 6 564
Eixo x-x Eixo y-y
_ Ix
[cm4]
IxVx
[cm3]
ix
[cm]
Iy
[cm4]
IyVy
[cm3]
iy
[cm]
121 336 146 606 242 103
512 Classificaccedilatildeo da Classe das Secccedilotildees Transversais
Os Quadros 53 e 54 referem todos os passos empregues na classificaccedilatildeo das classes das
secccedilotildees transversais
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo
+ Compressatildeo Accedilo S235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c tf 9 ɛ
c
[mm] c tw 33 ɛ
1845 32 9 Banzo da
Classe 1 746 182 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 54 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil T50 x 6
Material Classificaccedilatildeo do Banzo Classificaccedilatildeo da Alma Classe agrave
Flexatildeo Accedilo 235 JR
fy = 235 MPa
ɛ= 1
c
[mm] c t 9 ɛ
c
[mm] c t 33 ɛ
16 27 10 Banzo da
Classe 1 38 63 33
Alma da
Classe 1 1
Quadro 53 - Classificaccedilatildeo das Secccedilotildees do Perfil IPE 100
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
f
c9 ε
t
w
c33 ε
t
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 77
Dimensionamento das Secccedilotildees Transversais e dos Elementos dos Pilares e das 52
Vigas
Os elementos que constituem os pilares e as vigas foram dimensionados recorrendo aos
processos indicados no Quadro 55
Quadro 55 - Processos utilizados no dimensionamento da Estrutura Metaacutelica
Processos de Caacutelculo Resistecircncia das Secccedilotildees
Transversais
Resistecircncia dos
Elementos
1 ndash Folha de Caacutelculo
em ˝Excel˝
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Momento Fletor e Esforccedilo
Transverso
Flexatildeo Composta
Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com
Esforccedilo Transverso
Encurvadura por
Compressatildeo
Encurvadura Lateral
Flexatildeo Composta
com Compressatildeo
2 ndash ˝SAP 2000˝
3 ndash ˝SemiComp˝
(+˝LTBeam˝)
4 ndash Comparaccedilatildeo dos
Resultados
Dimensionamento dos Pilares IPE 100 53
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
Foi realizada uma anaacutelise aos estados limites uacuteltimos dos perfis IPE100 que constituem os
montantes da estrutura metaacutelica tendo-se escolhido o pilar com maior raacutecio obtido no
programa de elementos finitos
No Quadro 56 apresentam-se os raacutecios de todos os pilares para a combinaccedilatildeo
condicionante dos estados limites uacuteltimos
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
549 IPE100 Pilar ELU 034
528 IPE100 Pilar ELU 033
582 IPE100 Pilar ELU 032
534 IPE100 Pilar ELU 032
562 IPE100 Pilar ELU 030
552 IPE100 Pilar ELU 029
525 IPE100 Pilar ELU 028
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
78
Quadro 56 - Raacutecios dos Pilares (cont)
Nordm
Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecio
585 IPE100 Pilar ELU 028
565 IPE100 Pilar ELU 026
513 IPE100 Pilar ELU 025
517 IPE100 Pilar ELU 025
515 IPE100 Pilar ELU 024
541 IPE100 Pilar ELU 022
545 IPE100 Pilar ELU 022
520 IPE100 Pilar ELU 022
532 IPE100 Pilar ELU 022
554 IPE100 Pilar ELU 022
539 IPE100 Pilar ELU 022
558 IPE100 Pilar ELU 021
533 IPE100 Pilar ELU 021
524 IPE100 Pilar ELU 021
504 IPE100 Pilar ELU 021
543 IPE100 Pilar ELU 021
522 IPE100 Pilar ELU 021
556 IPE100 Pilar ELU 021
502 IPE100 Pilar ELU 020
478 IPE100 Pilar ELU 020
490 IPE100 Pilar ELU 019
560 IPE100 Pilar ELU 019
547 IPE100 Pilar ELU 019
530 IPE100 Pilar ELU 019
506 IPE100 Pilar ELU 018
482 IPE100 Pilar ELU 017
480 IPE100 Pilar ELU 017
481 IPE100 Pilar ELU 017
487 IPE100 Pilar ELU 017
498 IPE100 Pilar ELU 017
580 IPE100 Pilar ELU 017
496 IPE100 Pilar ELU 016
493 IPE100 Pilar ELU 015
477 IPE100 Pilar ELU 015
574 IPE100 Pilar ELU 010
579 IPE100 Pilar ELU 008
567 IPE100 Pilar ELU 007
571 IPE100 Pilar ELU 007
569 IPE100 Pilar ELU 007
572 IPE100 Pilar ELU 006
483 IPE100 Pilar ELU 006
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 79
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Os esforccedilos de caacutelculo do pilar com maior raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais
desfavoraacutevel estatildeo indicados na Figura 53 e no Quadro 57
Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
NEd
[kN]
MyEd
[kNm]
MzEd
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Quadro 57 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo do Pilar
Esforccedilos Atuantes de Caacutelculo
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
-2676 -013 -012 -007 -008
Figura 53 - Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
Figura 52 ndash Raacutecios de Dimensionamento da Combinaccedilatildeo mais condicionante do pilar IPE100
˝SAP 2000˝
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
537 IPE100 Pilar ELU 037
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
80
531 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
O dimensionamento em ˝Excel˝ permitiu proceder agraves seguintes verificaccedilotildees
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 58 ndash Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Axial de Compressatildeo
Quadro 59 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 510 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo y-y Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VyEd
[kN]
VplyRd
[kN]
VzED
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
007 6892 0001 Verifica 008 6895 0001 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Esforccedilo Axial de Compressatildeo
NED(-)
[kN]
NcRd
[kN]
2676 24252 011 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y Eixo z-z
MyED
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
M
M
yEd
cyRd
10M
M
MzED
[kNm]
MplzRd
[kNm]
zEd
czRd
M
M
zEd
czRd
10M
M
013 926 001 Verifica 012 215 013 Verifica
Ed
cRd
N
N
Ed
cRd
10N
N
yEd
cyRd
V
V
yEd
cyRd
10V
V
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 81
Quadro 511 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta (M+N)
Flexatildeo Composta (M+N)
Eixo y-y Eixo z-z
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
Natildeo eacute
necessaacuterio
minorar o
MplRd
025NplRd NEd le 025 NplRd
6063 Verifica 4818 Verifica 9261 0014 Verifica 9635 Verifica 215 006 Verifica
Quadro 512 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Desviada
Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
Eixo y-y Eixo z-z
ρy
1ordf Condiccedilatildeo 2ordf Condiccedilatildeo Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd n le 020 05VRd VEd le 05VRd
Natildeo eacute necessaacuterio
minorar o MplRd
025 NRd NEd le 025 NRd 05VRd VEd le 05VRd MNVyRd le MplyRd MNVzRd le MplzRd
1 6063 Verifica 3446 Verifica 926 Verifica 3447 Verifica 215
Flexatildeo Desviada
α = 5n 1 yEd zEd
NyRd NzRd
M M
M M
yEd zEd
NyRd NzRd
10M M
M M
2 1 0056 Verifica
w w
M0
05 h t
w wEd
M0
05 h t
γN
NyRd plyRd=M M
yEd
NyRd
M
M
yEd 10
NyRd
M
M w w y
M0
h t
γ
f w w yEd
M0
h t
γ
fN
NzRd plzRd=M M
zEd
NzRd
M
M
zEd10
NzRd
M
M
Quadro 513 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo Composta com Esforccedilo Transverso (M+N+V)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
82
Elementos Uniformes Comprimidos - Colunas
Curva de Encurvadura Encurvadura segundo o Eixo mais Resistente y-y Encurvadura segundo o Eixo menos Resistente z-z
h
b
tf
[mm]
Curva
eixo
y-y
Curva
eixo
z-z
βA λ1 αy Lcry λy y
y y 02y
NbyRd
[kN]
Ed
byRd
10N
N αz Lcrz λz
z
z z z 02
NbRdz
[kN]
Ed
bzRd
10N
N
18 57 a b 1 939 021 168 413 044 062 094 Verifica 2285 Verifica 034 168 1355 14 175 036 Verifica 8831 Verifica
Elementos Uniformes em Flexatildeo - Resistecircncia agrave Encurvadura
Encurvadura Lateral
Tipo de
diagrama de
Momentos em y
kz C1 Mcr
[kNm]
Wy
[cm3] LT
LT0
LT LT0
h
b
Curva de
Encurv
Lateral
αLT β LT LT
MbRdy
[kNm]
Ed
bRdy
10M
M
10 188 23 3941 064 04
Com risco de
bambeamento 182 b 034 075 070 090 832 Verifica
Quadro 514 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura por Compressatildeo
Quadro 515 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
5 DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 83
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas - Viga
Quadro 518 - Flexatildeo Composta com Compressatildeo
c) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
012 001 0029 016 Verifica 030 0014 0048 037 Verifica
a) Caacutelculo dos Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
168 0 012 Linear Uniforme 0 06
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
168 0 013 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 051 091 085
Ed
y
y
M1
A
χγ
N
f
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W f
Ed
y
z
M1
A
χγ
N
fyEd
zyply y
LTM1
k timestimes
χ timesγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
Quadro 517 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 516 ndash Fatores de Interaccedilatildeo kij
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
84
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SAP2000˝
Apresenta-se na Figura 54 os resultados do dimensionamento da folha de caacutelculo do
˝SAP2000˝ que inclui os seguintes itens
1 ndash Identificaccedilatildeo do nordm da barra perfil comprimento combinaccedilatildeo de accedilatildeo classe de secccedilatildeo
2 ndash Caracteriacutesticas e propriedades geomeacutetricas do perfil
3 ndash Esforccedilos de caacutelculo para a combinaccedilatildeo que conduz a um maior raacutecio
4 ndash Dimensionamento da secccedilatildeo agrave flexatildeo composta com compressatildeo
5 ndash Dimensionamento agrave encurvadura por compressatildeo
6 e 7 ndash Dimensionamento agrave encurvadura lateral
8 ndash Fatores de Interaccedilatildeo
1
2
3
4
5
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 85
3ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo ˝SemiComp˝
Este software foi utilizado para a verificaccedilatildeo da secccedilatildeo mais esforccedilada e tambeacutem do
elemento agrave flexatildeo composta com compressatildeo conforme os resultados indicados nas Figuras
55 56 e 57
6
7
8
Figura 54 - Folha de Dimensionamento do ˝SAP2000 ˝ para o Pilar IPE100 mais solicitado (cont)
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
86
Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo
Figura 55 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo da Secccedilatildeo Transversal
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 87
Verificaccedilatildeo do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
Figura 56 - Folha de Caacutelculo do ˝SemiComp˝ - Verificaccedilatildeo para o Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
88
Nota Para a utilizaccedilatildeo do software ˝SemiComp˝ foi necessaacuterio determinar previamente o
momento criacutetico tendo-se utilizado para esta finalidade o software ˝LTBeam˝ cujo
resultado estaacute indicado na Figura 57
532 Estados Limites de Utilizaccedilatildeo ndash Verificaccedilatildeo de Seguranccedila aos Estados Limites de
Deformaccedilatildeo
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi determinada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
No Quadro 519 apresentam-se os deslocamentos maacuteximos e os valores admissiacuteveis para o
pilar mais condicionante
Quadro 519 - Deslocamento Horizontal Maacuteximo do Pilar
Elemento H300
[cm]
δx
[cm] δx le H300
δy
[cm] δy le H300
Pilar
IPE100 168300 = 056 0008 Verifica 0015 Verifica
A verificaccedilatildeo de seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos horizontais nas direccedilotildees x e y determinados no ˝SAP2000˝
Figura 57 - Determinaccedilatildeo do Momento Critico - ˝LTBeam˝
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 89
52 Dimensionamento das Vigas IPE 100
Estados Limites Uacuteltimos - Verificaccedilatildeo da Resistecircncia das Secccedilotildees e dos Elementos
mais solicitados
No dimensionamento aos estados limites uacuteltimos das vigas dos perfis IPE100 foi escolhida
a viga com maior raacutecio para a combinaccedilatildeo mais condicionante
No Quadro 520 apresentam-se os raacutecios de todas as vigas para a combinaccedilatildeo desfavoraacutevel
dos estados limites uacuteltimos
Quadro 520 - Raacutecios das Vigas
Nordm Barra Perfil Tipo Combinaccedilotildees Raacutecios
623 IPE100 Viga ELU 038
622 IPE100 Viga ELU 037
188 IPE100 Viga ELU 037
150 IPE100 Viga ELU 036
148 IPE100 Viga ELU 036
187 IPE100 Viga ELU 035
162 IPE100 Viga ELU 035
175 IPE100 Viga ELU 035
189 IPE100 Viga ELU 035
186 IPE100 Viga ELU 034
174 IPE100 Viga ELU 034
161 IPE100 Viga ELU 033
163 IPE100 Viga ELU 033
176 IPE100 Viga ELU 033
173 IPE100 Viga ELU 032
160 IPE100 Viga ELU 032
201 IPE100 Viga ELU 029
200 IPE100 Viga ELU 029
202 IPE100 Viga ELU 028
199 IPE100 Viga ELU 028
140 IPE100 Viga ELU 020
139 IPE100 Viga ELU 020
178 IPE100 Viga ELU 019
177 IPE100 Viga ELU 019
165 IPE100 Viga ELU 018
164 IPE100 Viga ELU 018
781 IPE100 Viga ELU 018
780 IPE100 Viga ELU 018
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
90
Esforccedilos de Caacutelculo para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
Na Figura 59 e no Quadro 521 apresentam-se os esforccedilos de caacutelculo da viga com maior
raacutecio correspondente agrave combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel
531 Diagramas de Esforccedilos de Caacutelculo
MyEd [kNm]
[k]
VzEd [kN]
Quadro 521 - Esforccedilos de Caacutelculo mais desfavoraacuteveis na secccedilatildeo da Viga
NED
[kN]
MyED
[kNm]
MzED
[kNm]
VyEd
[kN]
VzEd
[kN]
Sem
significado 337
Sem
significado
Sem
significado -1046
Figura 59 - Diagramas de Esforccedilos na Viga
Figura 58 - ˝SAP2000˝ - Raacutecios de Dimensionamento da Viga mais solicitada
Nordm
Barra Perfil Tipo Comb Raacutecio
623 IPE100 Viga ELU 038
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 91
533 Processos de Caacutelculo
1ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelas Folhas de Caacutelculo em ˝Excel˝
Verificaccedilotildees realizadas para a viga - IPE100
Resistecircncia das Secccedilotildees Transversais
Quadro 522 - Resistecircncia da Secccedilatildeo agrave Flexatildeo
Quadro 523 - Resistecircncia da Secccedilatildeo ao Esforccedilo Transverso
Esforccedilo Transverso
Eixo z-z Encurvadura por Esforccedilo
Transverso
VzEd
[kN]
VplzRd
[kN]
ɛ η
1046 6895 0152 Verifica 244 1 1 72 Verifica
Momento Fletor
Eixo y-y
MyEd
[kNm]
Mplrdy
[kNm]
yEd
cyRd
10M
M
337 926 036 Verifica
yEd
cyRd
M
M
zEd
czRd
V
V
zEd
czRd
10V
V
w
w
h
t
ε72 times
η
w
w
h ε 72 times
t η
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
92
Resistecircncia do Elemento agrave Flexatildeo Composta com Compressatildeo ndash Colunas-Viga
Elementos Uniformes em Flexatildeo
Encurvadura Lateral
Tipo de
Diagrama de
Momentos em y
ψ C1 kz Mcr
[kNm]
Wy
[cm3]
Curva de
Encurv
Lateral
MbyRd
0 188 1 2372 3941 063 04 Com risco de
Bambeamento 182 b 034 08 069 091 839 040 Verifica
a) Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes
a1) Cmy - Flexatildeo na direccedilatildeo do Eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo z-z
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de
Diagramas de
Momentos
Tipo de
Carga Ѱy Cmy
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
a2) Cmz - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo z-z e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Lz
[m]
MEdzesq
[kNm]
MEdzdir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱz Cmz
161 0 0 - Uniforme 0 0
a3) CmLT - Flexatildeo na direccedilatildeo do eixo y-y e Travamento na direccedilatildeo do Eixo y-y
Ly
[m]
MEdyesq
[kNm]
MEdydir
[kNm]
Tipo de Diagrama
de Momentos
Tipo de
Carga Ѱy CmLT
161 0 337 Linear Uniforme 0 06
b) Fatores de Interaccedilatildeo kij ndash Meacutetodo
Alternativo 2
kyy kyz kzy kzz
06 0 10 0
Quadro 524 - Resistecircncia do Elemento agrave Encurvadura Lateral
LT LT0 LT LT0 h
b LT LTΦ LTEd
byRd
M
MEd
byRd
10M
M
Quadro 526 - Coeficientes dos Momentos Uniformes Equivalentes Quadro 525 - Fatores de Interaccedilatildeo kij
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 93
Quadro 527 - Flexatildeo Composta Com Compressatildeo
a) Flexatildeo Composta com Compressatildeo Colunas - Viga
Eq661 le 1
Eq662 le 1
0 0241 0 0241 Verifica 0 0402 0 0402 Verifica
yEd
yyply y
LTM1
k
χγ
M
W fEd
y
y
M1
A
χγ
N
fzEd
yzplz y
M1
k timestimes
γ
M
W f
yEd zEdEdyy yz
ply plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA times times
χ χ timesγ γ γ
y y
y
M MN
f W f W fEd
y
z
M1
A
χγ
N
f
zEdzy
ply y
LTM1
k
χγ
M
W fzEd
zzplz y
M1
k times
γ
M
W f
yEd zEdEdzy zz
ply y plz y
LT
M1 M1 M1
+ k + kA
χ χγ γ γ
y
z
M MN
f W f W f
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
94
2ordm Processo de Caacutelculo - Dimensionamento pelo˝ SAP2000˝
Na Figura 510 apresentam-se alguns dos resultados do dimensionamento da folha de
caacutelculo do ˝SAP2000˝ utilizados na verificaccedilatildeo das secccedilotildees transversais da viga mais
esforccedilada bem como no estudo da encurvadura lateral (bambeamento)
De acordo com os diagramas de esforccedilos de caacutelculo momentos fletores e esforccedilos
transversos mais desfavoraacuteveis estudaram-se os trecircs troccedilos em que a viga ao bambeamento
Estados Limites Uacuteltimos
1ordmTroccedilo
2ordmTroccedilo
3ordmTroccedilo
Figura 510 - Folhas de Dimensionamento do ˝SAP2000˝ para a Viga IPE100
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 95
Verificaccedilotildees
Os Quadros 528 e 529 apresentam as verificaccedilotildees realizadas
Quadro 528 - Valores dos Esforccedilos em cada Troccedilo da Viga
Troccedilos Mcr
[kNm]
MbRd
[kNm]
1ordm 10483 914
2ordm 5534 880
3ordm 20371 923
Quadro 529 - Raacutecios das Secccedilotildees mais Esforccediladas e da Encurvadura da Viga
Raacutecios ndash Verificaccedilotildees
Secccedilotildees mais Esforccediladas Encurvadura
da Viga
Ed
Rd
N
N
y Ed
y Rd
M
M
z Ed
z Rd
V
V
z Ed
z Rd
M
M
y Ed
y bRd
M
M
Sem
Significado
3370363
926
10420152
6867
Sem
Significado 337
038288
Nota Uma vez que NEd eacute igual a zero e VEd le 05VRd os momentos resistentes de caacutelculo natildeo
satildeo minorados pela presenccedila deste esforccedilo
4ordm Quadro Comparativo
Nos Quadros 530 e 531 apresentam-se a comparaccedilatildeo dos diferentes resultados obtidos
Quadro 530 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
y Ed
y Rd
M
M 036 036
z Ed
z Rd
V
V 0152 0152
Quadro 531 - Raacutecios na Viga
Folhas de
Caacutelculo ˝SAP2000˝
Mcr
1ordm Troccedilo 15315 10483
2ordm Troccedilo 5970 5534
3ordm Troccedilo 23238 20371
MbRd
1ordm Troccedilo 926 9143
2ordm Troccedilo 926 88
3ordm Troccedilo 926 923
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
96
Conclusotildees Verifica-se no Quadro 530 que os resultados do dimensionamento pelos dois
processos conduzem a valores da mesma ordem de grandeza e inferiores agrave
unidade
Estados Limites de Serviccedilo
A verificaccedilatildeo da seguranccedila aos estados limites de utilizaccedilatildeo foi realizada com base nos
deslocamentos verticais maacuteximos para a combinaccedilatildeo mais desfavoraacutevel conforme se indica
na Figura 511
Quadro 532 - Deslocamento Maacuteximo da Viga
Elemento δmaxSAP2000
[cm]
δmaxEC3 = L300
[cm] δmaxSAP2000 le L300
Viga
IPE100 017 161300 = 054 Verifica
53 Ligaccedilotildees
534 Ligaccedilotildees Soldadas
As ligaccedilotildees soldadas foram dimensionadas de acordo com a informaccedilatildeo indicada na
Memoacuteria Descritiva
A Figura 512 apresenta o aacutebaco que permite de um modo simples proceder ao
dimensionamento dos cordotildees das soldaduras de acircngulo
Figura 511 - Deslocamento Maacuteximo da Viga para a Combinaccedilatildeo ELServiccedilo
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 97
Figura 512 - Aacutebaco de Dimensionamento dos Cordotildees de Soldadura de acircngulo S235 JR
Ligaccedilatildeo do Pilar ndash Viga (Soldada)
LOADS
Case Manual calculations
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment in the left beam
Vb2Ed = -1046 [kN] Shear force in the left beam
Nb2Ed = -013 [kN] Axial force in the left beam
Mc2Ed = -012 [kNm] Bending moment in the upper column
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force in the upper column
Nc2Ed = -2676 [kN] Axial force in the upper column
RESULTS
WEB PANEL - SHEAR Mb1Ed = 000 [kNm] Bending moment (right beam) [53(3)]
Mb2Ed = -337 [kNm] Bending moment (left beam) [53(3)]
Vc1Ed = 000 [kN] Shear force (lower column) [53(3)]
Vc2Ed = -008 [kN] Shear force (upper column) [53(3)]
z = 94 [mm] Lever arm [625]
VwpEd = (Mb1Ed - Mb2Ed) z - (Vc1Ed - Vc2Ed) 2
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 50 100 150 200 250 300
FwR
d [
kN]
L [mm] - Comprimento de cordatildeo
Cordotildees de Soldadura em Accedilo S235 JR
a=12mm
a=11mm
a=10mm
a=9mm
a=8mm
a=7mm
a=6mm
a=5mm
a=4mm
a=3mm
Figura 513 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo Pilar - Viga
MEMOacuteRIA JUSTIFICATIVA
98
VwpEd = 3570 [kN] Shear force acting on the web panel [53(3)]
Avs = 508 [cm2] Shear area of the column web EN1993-1-1[626(3)]
Avc = 508 [cm2] Shear area EN1993-1-1[626(3)]
ds = 94 [mm] Distance between the centroids of stiffeners [6261(4)]
MplfcRd = 010 [kNm] Plastic resistance of the column flange for bending [6261(4)]
MplstuRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the upper transverse stiffener for bending [6261(4)]
MplstlRd = 012 [kNm] Plastic resistance of the lower transverse stiffener for bending [6261(4)]
VwpRd = 09 ( Avsfywc ) (3 M0) + Min(4 MplfcRd ds (2 MplfcRd + MplstuRd + MplstlRd) ds) VwpRd = 6656 [kN] Resistance of the column web panel for shear [6261]
VwpEd VwpRd le 10 054 lt 100 verified (054)
WELD RESISTANCE Aw = 1700 [cm
2] Area of all welds [4532(2)]
Awy = 1103 [cm2] Area of horizontal welds [4532(2)]
Awz = 597 [cm2] Area of vertical welds [4532(2)]
Iwy = 28893 [cm4] Moment of inertia of the weld arrangement with respect to the hor axis [4532(5)]
max=max = 000 [MPa] Normal stress in a weld [4532(5)]
= = 000 [MPa] Stress in a vertical weld [4532(5)]
II = 000 [MPa] Tangent stress [4532(5)]
w = 080
Correlation coefficient [4532(7)]
[max2 + 3(max
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
[2 + 3(
2+II
2)] le fu(wM2) 000 lt 23500 verified (000)
le 09fuM2 000 lt 16920 verified (000)
WEAKEST COMPONENT COLUMN WEB PANEL - SHEAR
Connection conforms to the code Ratio 054
535 Ligaccedilotildees Aparafusadas
Com base no software Robot Structural Analysis Professional junta-se a justificaccedilatildeo de
uma ligaccedilatildeo aparafusada do pilar rotulado agrave laje teacuterrea de fundaccedilatildeo da cave
No Anexo II estaacute o relatoacuterio completo do caacutelculo realizado
5 DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURA METAacuteLICA
Maria Isabel Balboa Antunes 99
Ligaccedilatildeo na base do Pilar Rotulado
LOADS
Case Manual calculations
NjEd = -2676 [kN] Axial force
VjEdy = -007 [kN] Shear force
VjEdz = -008 [kN] Shear force
RESULTS
COMPRESSION ZONE
COMPRESSION OF CONCRETE
c = 23 [mm] Additional width of the bearing pressure zone [625(4)]
fjd = 1994 [MPa] Design bearing resistance [625(7)]
FcRdn = 19845 [kN] Bearing resistance of concrete for compression [6282(1)]
RESISTANCES OF SPREAD FOOTING IN THE COMPRESSION ZONE
NjRd = FcRdn NjRd = 19845 [kN] Resistance of a spread footing for axial compression [6282(1)]
CONNECTION CAPACITY CHECK
NjEd NjRd le 10 (624) 013 lt 100 verified (013)
Figura 514 - Pormenor em 3D da ligaccedilatildeo na base s do Pilar Rotulado
A ndash PECcedilAS ESCRITAS
IV CONCLUSOtildeES
CONCLUSOtildeES
A realizaccedilatildeo deste trabalho permitiu a aplicaccedilatildeo praacutetica de diversos conceitos adquiridos
nas vaacuterias unidades curriculares do curso de engenharia civil possibilitando tambeacutem a
aprendizagem de novos conceitos no domiacutenio do dimensionamento de estruturas que foram
fundamentais para a realizaccedilatildeo do Projeto da Sala Eleacutetrica e do Posto de Transformaccedilatildeo
O estudo aprofundado de outros projetos em conjunto com outros conhecimentos
complementares adquiridos na anaacutelise estrutural de estruturas foram tambeacutem fundamentais
no desenvolvimento das diferentes fases deste Projeto
A elaboraccedilatildeo deste trabalho permitiu adquirir e consolidar conhecimentos nas aacutereas
referentes a
Regulamentaccedilatildeo Europeia (Eurocoacutedigos Estruturais) na parte referente da anaacutelise das
accedilotildees do vento sismo temperatura etc
Aprendizagem de softwares tais como ˝SAP2000˝ ˝GaLa Reinforcement˝
˝SemiComp˝ ˝LTBeam˝ etc
Elaboraccedilatildeo de tabelas de caacutelculo em ˝Excel˝ utilizadas quer para o dimensionamento
orgacircnico de elementos em betatildeo armado mas tambeacutem para secccedilotildees e elementos
metaacutelicos
Elaboraccedilatildeo de peccedilas desenhadas com recurso ao ˝Autocad˝
Perspetivas Futuras
O dimensionamento deste Edifiacutecio a partir de uma soluccedilatildeo totalmente metaacutelica ou em
betatildeo armado com elementos preacute-fabricados de modo a compararem-se os custos entre a
soluccedilatildeo deste Projeto e estas soluccedilotildees
Programar parte das tabelas que serviram para o dimensionamento dos elementos de betatildeo
armado e metaacutelicos com recurso agrave linguagem de Visual Basic (VBA)
Desafiar alguns colegas de curso de modo a publicar em conjunto tabelas e aacutebacos que
permitam proceder ao dimensionamento de vigas pilares e sapatas em betatildeo armado de um
modo mais ceacutelere