Memória de Cálculo de Estrutura - proj HG CHAMNCULO

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Memória de Cálculo de Estrutura e, Critérios de Dimensionamento

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Memória de cálculo preliminar do projecto do HG Chamanculo

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Memória de Cálculo de Estruturae,

Critérios de Dimensionamento

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Projecto de Requalificação e Reabilitação do Hospital Geral de Chamanculo - Cidade de Maputo

Índice

I. MEMÓRIA DE CÁLCULO DE ESTRUTURA......................................................................................1

1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................................. 1

2. ELEMENTOS DE BASE.................................................................................................................. 1

3. CONDICIONAMENTOS................................................................................................................. 2

3.1. CONDICIONAMENTOS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS.....................................................................2

3.2. CONDICIONAMENTOS DE ARQUITECTURA E ESPECIALIDADES....................................................2

3.3. CONDICIONAMENTOS CONSTRUTIVOS.......................................................................................3

3.4. OUTROS CONDICIONAMENTOS...................................................................................................3

4. SOLUÇÃO ESTRUTURAL............................................................................................................... 3

II. CRITÉRIOS GERAIS DE DIMENSIONAMENTO................................................................................5

1. SEGURANÇA. REGULAMENTAÇÃO...............................................................................................5

2. SEGURANÇA EM RELAÇÃO AOS ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS........................................................5

2.1. ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO...............................................................................................5

2.1.1. ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RESISTÊNCIA...........................................................................5

2.1.2. ESTADO LIMITE DE UTILIZAÇÃO..........................................................................................6

2.1.3. ESFORÇOS DE DIMENSIONAMENTO....................................................................................6

2.2. ESTRUTURAS DE METÁLICAS.......................................................................................................6

2.2.1. ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RESISTÊNCIA...........................................................................6

2.2.2. ESTADO LIMITE DE UTILIZAÇÃO..........................................................................................7

2.2.3. ESFORÇOS DE DIMENSIONAMENTO....................................................................................7

3. ACÇÕES....................................................................................................................................... 7

3.1. ACÇÕES PERMANENTES..............................................................................................................7

3.2. ACÇÕES VARIÁVEIS......................................................................................................................8

3.2.1. SOBRECARGAS DISTRIBUÍDAS.............................................................................................8

3.2.2. VENTO.................................................................................................................................9

3.2.3. ACÇÃO SÍSMICA...................................................................................................................9

4. FUNDAÇÕES.............................................................................................................................. 11

5. DISPOSIÇÕES FINAIS.................................................................................................................. 11

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Projecto Requalificação e Reabilitação do Hospital Geral de Chamanculo

Data Novembro de 2015

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Projecto de Requalificação e Reabilitação do Hospital Distrital de Marrupa – Província do Niassa

I. MEMÓRIA DE CÁLCULO DE ESTRUTURA

1. INTRODUÇÃO

A presente memória descritiva e justificativa refere-se aos elementos estruturais

do projecto para as obras de Construção das novas instalações e Requalificação do

Hospital Geral de Chamaculo que se pretende levar a cabo, tendo por finalidade a

análise estrutural dos edifícios e de forma a conceber estruturas que desempenham

as funções a que se destinam durante o período de vida prevista, com graus de

segurança adequados, sem perder de vista as componentes económicas e em

certos casos, estéticas.

O edifícios desenvolver-se-ão em 2 pisos e vários blocos isolados em piso

único, compostos por elementos de betão verticais e horizontais articulados entre si

por meio de ligações rígidas que dão a estabilidade do edifício.

As fundações constituídas por sapatas, e outros elementos verticais (pilares) e

os horizontais (vigas lintéis) serão em betão armado e as suas secções

consequentes aos esforços a que os mesmos serão solicitados.

Na presente memória serão referenciadas:

os elementos que serviram de base para a concepção da estrutura;

as normas e regulamentos seguidos para a concepção e dimensionamento da estrutura

do edifício;

os principais condicionamentos considerados no desenvolvimento do projecto;

os tipos e classes dos materiais para a execução e;

os modelos de cálculo adoptados para o dimensionamento estrutural.

2. ELEMENTOS DE BASE

Serviram de base para o presente projecto os seguintes elementos:

Projecto de Execução de Arquitectura desenvolvido pela CENTRA, 2015;

Projecto das demais Especialidades, e;

Reuniões de coordenação entre as diversas Especialidades;

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3. CONDICIONAMENTOS

3.1. CONDICIONAMENTOS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS

Considerou-se que a fundação do edifício seria do tipo directo com tensões de

contacto máximas da ordem de 200kPa, correspondendo este cenário a uma das

piores situações possíveis.

Foi ainda definida uma solução de pavimento térreo que permite a minimização

dos efeitos da possível presença de nível freático elevado ou eventualmente fortes

chuvadas.

3.2. CONDICIONAMENTOS DE ARQUITECTURA E ESPECIALIDADES

As definições planimétrica e altimétrica da estrutura seguem o estipulado nas

Peças Desenhadas do projecto de Arquitectura. Foram compatibilizados com a

Arquitectura e restantes Especialidades os principais condicionamentos estruturais,

destacando-se:

A métrica estrutural;

A localização dos equipamentos e principais couretes técnicas nos pavimentos, e;

As dimensões de todos os elementos estruturais no Edifício, tais como espessura de

lajes, vigas de fachada, pilares, núcleos e escadas.

Relativamente aos ductos na laje de cobertura não representados nas peças de

projecto, deverão ser respeitados os seguintes critérios:

Sempre que possível, localizar os ductos a mais de 1.50m para cada lado do eixo dos

pilares, e;

Evitar sempre que possível couretes nos alinhamentos entre pilares.

3.3. CONDICIONAMENTOS CONSTRUTIVOS

Os aspectos estritamente construtivos importantes na concepção desta obra

que deverão ser tidos em conta no seu planeamento. Destaca-se a possibilidade de

repetição de soluções numa estrutura que se quer modular, com as vantagens que

daí resultam, nomeadamente:

No prazo de execução da obra, que se pretende curto, e;

E na economia da solução em termos de materiais, mão-de-obra, rendimentos, etc.

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Atendendo aos vãos das estruturas e respectiva altura, consideramos que se

podem adoptar métodos tradicionais de moldagem “in situ”, evitando deste modo a

aplicação de tecnologias especiais.

A execução dos trabalhos deverá contemplar critérios rigorosos na localização

das juntas construtivas, e a minimização dos tempos de betonagem entre os

diversos elementos estruturais, no sentido de minimizar os efeitos da retracção

diferencial.

No processo de cura dever-se-á cumprir todas as especificações da NP-EN 206,

nomeadamente nos pontos 10.6 e 11, sendo os processos adaptados às condições

locais. Este assunto é de especial importância dado que é muito importante a

minoração dos efeitos da retracção.

3.4. OUTROS CONDICIONAMENTOS

Para além dos condicionamentos já listados, foram tidos em conta no

desenvolvimento do estudo:

Condicionamentos de qualidade, definindo nomeadamente requisitos mínimos para

garantia de uma maior durabilidade, e;

Aspectos económicos associados aos custos de execução e manutenção da obra.

4. SOLUÇÃO ESTRUTURAL

A estrutura é do tipo tradicional, constituída por pilares de betão armado, que

servirão de apoio aos pavimentos.

O pavimento da cobertura é formado por uma laje maciça, com espessura

constante, estando esta condicionada à verificação da segurança ao punçoamento.

No que respeita aos elementos verticais – pilares – procurou-se uma

distribuição regular em planta e em altura, de forma a se obter uma relação de

massa/rigidez equilibrada - com o centro de rigidez (CR) próximo do centro de

massa (CM).

Os pilares apresentam em dimensões devidamente compatibilizados com a

arquitectura, e que podem ser observados nas peças desenhadas do projecto.

A solução de fundações adoptada é directa materializada por sapatas isoladas

e/ou agrupadas. As fundações foram dimensionadas para uma tensão máxima de

150kPa.

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Sobre a laje de cobertura do edifício será ainda instalada uma estrutura

metálica, para apoio da chapa de cobertura, composta por perfis principais IPE220,

sobre os quais apoiam madres Cold formed Lipped Channel 75.

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II. CRITÉRIOS GERAIS DE DIMENSIONAMENTO

1. SEGURANÇA. REGULAMENTAÇÃO

Para a elaboração do presente projecto estrutural foram obedecidos os

preceitos dos regulamentos aplicáveis na Republica de Moçambique.

Regulamento de Solicitações em Edifícios e Pontes (RSA);

Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-Esforçado (REBAP);

Regulamento de Estruturas de Aço para Edifícios (REAE)

2. SEGURANÇA EM RELAÇÃO AOS ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS

A segurança em relação aos E. L. Últimos é feita em termos de esforços com

base na condição

Sd< Rd

em que Sd e Rd designam respectivamente os valores de dimensionamento do

esforço actuante e do esforço resistente.

2.1. ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO

A verificação dos elementos de betão armado teve como base o "Regulamento

de Estruturas de Betão Armado e Pré-esforçado" e o “Eurocódigo 2” (EN1992-1),

nomeadamente no que se refere à verificação relativamente aos estados limites.

Nas secções de betão armado, em geral, foram adoptadas disposições

construtivas que dispensam as verificações relativamente aos estados limites de

utilização, devendo apenas ser feita a verificação ao estado limite último de

resistência.

2.1.1. ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RESISTÊNCIA

A verificação aos estados limites últimos de resistência é feita segundo o

princípio de que o esforço resistente de uma secção terá que ser maior que o

esforço actuante de cálculo.

Os valores dos esforços actuantes de cálculo foram determinados a partir da

combinação fundamental de acções adoptando-se os coeficientes de segurança e

os valores reduzidos das acções especificados no RSA.

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No cálculo dos esforços resistentes das secções de betão armado adoptaram-

-se as hipóteses correntes de não consideração da resistência à tracção do betão e

de conservação das secções planas após a deformação.

Os diagramas de cálculo do betão e das armaduras consideram-se limitados

aos valores das extensões:

- Extensão de encurtamento do betão 0.35%

- Extensão de alongamento das armaduras 1.00%

2.1.2. ESTADO LIMITE DE UTILIZAÇÃO

A verificação dos estados limites de muito curta duração – combinações raras – é feita

para análise de tensões transmitidas ao solo pelos elementos de fundação.

A verificação dos estados limites de curta duração – combinações frequentes – é feita

para análise da deformação das lajes e vigas.

2.1.3. ESFORÇOS DE DIMENSIONAMENTO

Os esforços adoptados para o dimensionamento dos elementos estruturais

foram obtidos através do programa de cálculo automático utilizado. Foram consideradas as

Acções, Combinações de Acções e os Coeficientes de Segurança estipulados no RSA.

2.2. ESTRUTURAS DE METÁLICAS

2.2.1. E STADO LIMITE ÚLTIMO DE RESISTÊNCIA Os valores de cálculo dos esforços, utilizados nas verificações da resistência das

secções e da segurança à encurvadura dos perfis constituintes da estrutura, foram

determinados com base na combinação geral de acções fundamentais:

Em que:

SGi,k - esforços resultantes de acções permanentes consideradas com os seus

valores característicos;

SQi,k - esforço resultante da acção variável base tomada com o seu valor

característico;

SQj,k - esforços resultantes das restantes acções variáveis tomadas com os seus

valores característicos.

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Os coeficientes de segurança γg e γq, respectivamente para acções

permanentes e variáveis, considerados foram os seguintes:

Peso próprio da estrutura γg = 1.50 ou 1.0 (caso mais desfavorável).

Restantes cargas permanentes γg = 1.50 ou 1.0 (caso mais desfavorável).

Acções variáveis γq = 1.50 ou 0.0 (caso mais desfavorável).

2.2.2. ESTADO LIMITE DE UTILIZAÇÃO

A verificação dos estados limites de muito curta duração – combinações raras –

é feita para análise de tensões transmitidas ao solo pelos elementos de fundação.

A verificação dos estados limites de curta duração – combinações frequentes –

é feita para análise da deformação das lajes e vigas.

2.2.3. ESFORÇOS DE DIMENSIONAMENTO Os esforços adoptados para o dimensionamento dos perfis metálicos foram obtidos

através do programa de cálculo automático utilizado. Foram consideradas as Acções,

Combinações de Acções e os Coeficientes de Segurança estipulados no RSA.

3. ACÇÕES

3.1. ACÇÕES PERMANENTES

Elementos estruturais de betão armado (geral) ……………….…...…..γ=25kN/m3

Elementos em betão leve ………………………….................................γ=10kN/m3

Revestimentos da laje de cobertura + enchimentos ……...................2.5kN/m2

Alvenarias exteriores ………………………………………………………..9.0kN/m

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3.2. ACÇÕES VARIÁVEIS

3.2.1. SOBRECARGAS DISTRIBUÍDAS

Edifício principal

PlantaSOBR

E(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura - Cota + 10.25 m 2.0 1.0Cota Final da viga do Portico de Entrada - Cota + 9.59 m 2.0 1.0Terraco - Cota + 8.60 m 3.0 1.0Cota da Viga inicial do Portico de entrada - Cota + 7.70 m 2.0 1.0Pavimento do 1o Andar - Cota + 4.80 m 3.0 1.0Consola do Portico de Entrada - Cota - + 4.50 m 1.0 1.0Pavimento do RC - Cota + 0.00 m 3.0 1.0Fundação 0.0 0.0

Morgue

Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura - Cota + 4.00 m 2.0 1.0Pavimento do RC - Cota + 0.50 m 3.0 1.0Fundação 0.0 0.0

Posto Policial

Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura - Cota + 3.50 m 2.0 1.0Pavimento do RC - Cota + 0.50 m 2.0 1.0Fundação 0.0 0.0

Casa de Maquinas

Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura - Cota + 3.90 m 2.0 1.0Pavimento do RC - Cota + 0.50 m 3.0 1.0Fundação 0.0 0.0

Central de Gases Medicinais

Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura - Cota + 3.80 m 5.0 1.0Pág. 8 Memória de Cálculo e Critérios de Dimensionamento

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Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Pavimento do RC - Cota + 0.40 m 3.0 1.0Fundação 0.0 0.0

Pala da Maternidade

Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura da pala - Cota + 4.20 m 2.0 1.0Pavimento do RC 3.0 1.0

Fundação 0.0 0.0

Bloco logístico

Planta SOBRE.(kN/m²)

Revest. paredes(kN/m²)

Cobertura 2.5 1.0Pavimento do RC - Cota + 0.50 m 3.0 1.0Fundação 0.0 0.0

3.2.2. VENTO

Para as acções do vento, considerou-se o edifício localizado numa zona de

categoria II e determinaram-se as acções do vento baseando-se na largura de

banda e altura dos edifícios.

3.2.3. ACÇÃO SÍSMICA

Dada a inexistência de regulamentação sísmica em Moçambique, com base no

mapa de risco sísmico da OCHA para África, foi determinado um espectro de

resposta equivalente a uma zona sísmica portuguesa com o mesmo risco sísmico

da área de implantação da estrutura do Edifício.

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Perigosidade Sísmica no centro de Moçambique – Global Seismic Hazard Assessment

Programme – acelerações de pico do terreno [m/s2] com 10% de probabilidade de

excedência em 50 anos. (adaptado de USGS (2006a))

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Mapa de risco sísmico de

Africa (fonte OCHA)

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4. FUNDAÇÕES

Sob os pilares devem ser construídas sapatas isoladas em betão armado e sob

as paredes de alvenaria sapatas em betão simples. Estas devem ser fundadas a

uma profundidade mínima de 1.00 m medida a partir da face superior da sapata.

As sapatas acima referidas devem ser interligadas de modo a funcionarem

conjuntamente através de lintéis, não permitindo a ocorrência de assentamentos

diferenciados.

As sapatas foram dimensionadas para as combinações consideradas

significativas, por processo automático, como rígidas, para uma tensão:

Admissível em combinações fundamentais: 0.200 MPa e;

Admissível em combinações acidentais: 0.300 MPa.

5. DISPOSIÇÕES FINAIS

Todos os trabalhos constantes na presente memória deverão ser executados de

acordo com as boas regras de construção em vigor na Republica de Moçambique,

não devendo constituir à má execução pelo empreiteiro, de qualquer omissão aqui

constante.

Maputo, Novembro de 2015

O Técnico

_____________________________

Gérsio HamelaEng. Civil/MOPH no 4139/A

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