Caracterização Estrutural

A obtenção de informações estruturais e construtivas relativas ao edifício de estudo, foi realizada

através da consulta de documentos presentes no Arquivo Municipal de Lisboa (AML) sobre a obra em

questão, nomeadamente memórias descritivas e justificativas, pormenorizações dos elementos da

estrutura, registos de alterações estruturais efetuadas, plantas, cortes e alçados. De seguida,

referem-se as diversas características estruturais do edifício em análireferem-se, com bareferem-se na memória descritiva do

estudo das estruturas (AML), presente no Anexo C deste trabalho.

Fundações

As fundações referentes às divisórias, empenas e paredes mestras são contínuas e constituídas

por maciços de alvenaria de pedra e argamassa de cimento e areia, assentes sobre sapatas de betão

simples, com uma espessura de 0,30 metros.

Relativamente às fundações dos pilares de betão armado, são descritas como blocos isolados

de betão simples com uma profundidade superior a metade da largura da sapata, para permitir uma

transmissão de cargas ao solo adequada. Complementando esta informação com os desenhos de

pormenorização das sapatas dos diversos pilares existentes, é possível constatar que existe um

prolongamento dos varões de aço dos pilares na seção das sapatas, conferindo assim um reforço de

armaduras nestas fundações. As dimensões das seções das sapatas variam consoante o tipo de pilar

presente.

16

(a) _(b)

Na Figura 17, apresenta-se a planta de fundações, sendo possível identificar as espessuras das

fundações para cada parede estrutural, e um corte da sapata de um dos pilares existentes do edifício.

Figura 17 – (a) Planta de fundações do edifício e (b) sapata de um pilar de betão armado do edifício de estudo

(AML)

Paredes Exteriores e Interiores

Devido à impossibilidade de serem realizados ensaios in situ de caracterização material das

paredes existentes, por serem de natureza destrutiva, a identificação dos materiais foi realizada tendo

em conta a informação presente na Memória Descritiva do edifício.

Em relação às paredes das fachadas principal e posterior, são constituídas por uma estrutura de

betão armado, sendo os espaços vazios preenchidos com dois panos de alvenaria de tijolo com

0,40 m de espessura total, constituído por uma caixa de ar interior com 0,08 m de espessura.

As empenas são descritas como paredes de betão armado com 0,20 m de espessura, não sendo

partilhadas com os edifícios adjacentes.

Relativamente às paredes interiores, existem dois tipos de natureza material. As paredes

interiores que constituem a separação dos dois fogos e da caixa de escadas, são formadas por

alvenaria de tijolo furado com uma espessura de 0,25 m. Em relação às restantes paredes interiores, é

mencionado que as se encontram nos dois últimos pisos são de alvenaria de tijolo furado, enquanto as

dos restantes pisos são de alvenaria de tijolo maciço, apresentando espessuras que variam entre os

0,15 m e 0,25 m.

Na Figura 18, apresenta-se uma esquematização da caracterização material das paredes dos

diversos pisos do edifício em estudo.

17

(a) (b)

(c)

Figura 18 - Caracterização material das paredes do edifício de estudo do (a) Piso Térreo, (b) 1º Piso, (c) 2º e 3º

Pisos

Pavimentos e Escadas

O edifício apresenta em todos os pisos, pavimentos constituídos por lajes de betão armado com

0,10 m de espessura. O dimensionamento destas lajes foi realizado discretizando a mesma em diversos

painéis, que descarregavam as suas cargas diretamente nas paredes de alvenaria que os suportavam.

É ainda mencionado na Memória Descritiva do mesmo que o pavimento do piso térreo é constituído

por um massame de betão sobre o aterro previamente regado e batido a maço.

Relativamente às escadas, são de betão armado com uma espessura igualmente de 0,10 m

(Figura 19).

18

Cobertura

Em relação à cobertura do edifício, é constituída por telhas do tipo Marselha, suportadas por uma

estrutura de madeira de pinho.

Pilares e Vigas

Como referido anteriormente, os edifícios “de Placa” representam uma transição construtiva

entre edifícios de alvenaria e edifícios que apresentam elementos estruturais em betão armado. De

facto, o edifício de estudo é caracterizado como uma estrutura constituída por pilares, vigas e lajes em

betão armado.

Relativamente aos pilares, o edifício apresenta em toda a sua altura pilares nas fachadas

principal e posterior, e ainda no seu interior no piso térreo. Importa referir que existe uma variação das

propriedades geométricas e estruturais na continuação dos pilares, entre o piso comercial e o piso

superior de habitação.

Em relação às vigas, o edifício apresenta estes elementos horizontais nas fachadas principais e

posterior em todos os pisos e ainda no seu interior para o 1º piso elevado.

As características estruturais e o posicionamento destes elementos no edifício em estudo, podem

ser observados nas figuras presentes no Anexo B deste trabalho.

É importante referir que no período de construção do edifício, o dimensionamento de vigas,

pilares e dos pavimentos era apenas efetuado para a verificação da segurança ao efeito de cargas

verticais.

No que se refere a posteriores alterações estruturais realizadas, apenas há registo da

implementação de uma marquise no 2º andar do lado esquerdo, no ano de 1959, pelo que se

considerou as características estruturais anteriormente mencionados, para o estudo deste edifício.

19

3. Caracterização Geométrica

3.1 Introdução

Tendo o intuito de se avaliar adequadamente a resistência sísmica de edifícios antigos, é

importante a obtenção de um conjunto de informações de caracterização estrutural e de contexto

geográfico dos edifícios mais vulneráveis. Atualmente, existem várias ferramentas digitais que

possibilitam armazenar, manipular e visualizar de forma inequívoca toda a informação disponível.

Assim, foram desenvolvidas duas abordagens de representação da informação:

i) representação detalhada do edifício com recurso a ferramentas BIM;

ii) representação da envolvente e do contexto geográfico com recurso a ferramentas SIG 3D.

A modelação em ambiente BIM (Building Information Modelling) constitui uma representação 3D

de todos os aspetos de um edifício num único modelo de base de dados (Amirebrahimi et al., 2015) e

a modelação SIG 3D (Sistemas de Informação Geográfica 3D) permite representar ambientes virtuais

3D, com capacidade de aceder, visualizar e manipular um conjunto de dados georreferenciáveis

relativos aos elementos de um dado espaço geográfico

3.2 Caraterização geométrica do edifício

De acordo com Rajarathnam e Santhakumar (2015), a estabilidade de um edifício inserido numa

área propícia a ocorrência de sismos, depende do seu próprio comportamento estrutural quando sujeito

à ação sísmica. Assim, para que estudos de vulnerabilidade sísmica apresentem resultados fidedignos

e adequados, é fulcral que os mesmos tenham em consideração as características estruturais de cada

edifício. A acessibilidade e análise destas singularidades, pode ser simplificada com a utilização de

modelos BIM. Efetivamente, com o desenvolvimento tecnológico surgiram determinados softwares que

permitem representar modelos virtuais 3D de edifícios de forma precisa, acoplados de informação

detalhada e organizada sobre os mesmos (Figura 20).

20

Conforme refere Eastman (1974), este conjunto de documentos de caracterização material e

estrutural é suscetível de ser alterado e/ou complementado ao longo do ciclo de vida da estrutura,

reforçando o objetivo de se obter uma análise rigorosa e atualizada do ponto de vista de vulnerabilidade

sísmica.

Salienta-se ainda a vantagem de esta ferramenta trabalhar num contexto tridimensional, o que

permite obter uma visualização mais compreensível, completa e real dos elementos constituintes do

edifício. Numa vertente a nível de planeamento, construção e manutenção do edifício, a implementação

correta desta ferramenta, proporciona melhorias relevantes na gestão e resolução de conflitos

desempenhadas pelas diferentes identidades do projeto, favorecendo a qualidade de construção do

edifício com custos e tempos de execução menores (Eastman et al., 2011).

Existem ainda diversos estudos que implementaram os modelos BIM como forma de visualizar

e avaliar os danos em estruturas devidos a diversas ações, designadamente de sismos (Christodoulou

et al., 2015), de incêndios (Rüppel e Schatz, 2011) e cheias (Amirebrahimi et al., 2015), apresentando

na Figura 21, um modelo BIM obtido para um caso de estudo relativo à ação de cheias.

Figura 21 - Representação em BIM de danos estruturais num edifício devidos à ação de uma cheia

(Amirebrahimi et al., 2015)

3.2.1 Modelação em BIM

A criação de modelos 3D de base de dados de edifícios requer a realização de um conjunto de

tarefas descritas nos passos seguintes e ilustrados na Figura 22.

i) Definição de cotas dos pisos. Para a representação de cada piso é necessário a definição do

seu nível em relação a um determinado referencial, por exemplo a cota de soleira do edifício;

ii) Importação de informação geométrica. Podem ser utilizados recursos tais como desenhos de

plantas dos diversos pisos, nos respetivos níveis, auxiliando e funcionado como ponto de

partida para o posicionamento dos diversos elementos constituintes de cada andar;

iii) Inserção de elementos verticais. Em cada andar, devem ser implementados um conjunto de

objetos verticais, nomeadamente paredes e pilares e no caso do nível de fundações ainda

sapatas. Em todos estes elementos podem ser aplicados os eventuais revestimentos;

21

iv) Implementação de pisos e elementos longitudinais. Introdução de lajes, com respetivos

pavimentos e eventuais tetos falsos, e definição de vigas;

v) Criação de elementos de escadas. Para a ligação dos diversos pisos, é necessário a

introdução de escadas e caraterização dos seus revestimentos e componentes,

designadamente corrimãos.

vi) Criação e edição de aberturas. Tanto num contexto interior e exterior do edifício, após a

definição das paredes é importante a implementação de elementos como portas, vãos de

lojas e janelas.

vii) Inserção de elementos arquitetónicos relevantes nas fachadas e criação de varandas com

guarda-corpos ou marquises;

viii) Criação da cobertura. É necessário a implementação do telhado do edifício com os respetivos

elementos característicos, nomeadamente eventuais claraboias, chaminés, etc.

Figura 22 - Sequência do procedimento adotado para a construção do modelo BIM

i) _ii)

22

(a) (b)

3.2.2 Apresentação do modelo BIM

Para a realização do modelo BIM do edifício em estudo, recorreu-se ao software ArchiCad

(Graphisoft, 2015). Esta ferramenta informática de base BIM, permite não só representar as

características geométricas do edifício com bastantes detalhes e realismo, como apresentar de modo

expedito cortes e alçados do mesmo. Além disso, possui a capacidade de armazenamento e

disponibilização de dados referentes aos diversos elementos constituintes do modelo em estudo, como

se demonstrará mais adiante nesta seção.

Recolha e organização dos dados

Com o intuito de se obter um modelo rigoroso e com uma representação das características

geométricas tão próximas da realidade quanto possível, foi necessário a aquisição de um conjunto de

documentos provenientes do Arquivo Municipal de Lisboa (AML), designadamente de desenhos

(plantas, cortes e alçados) presentes no Anexo A deste trabalho. É importante salientar que as

projeções das fachadas e modelação de interiores foram ajustadas ao seu estado atual através de

fotografias de visitas realizadas ao edifício (Abril de 2015), podendo, no entanto, ter existido alterações

pontuais promovidas pelos próprios proprietários.

De seguida, procede-se à exposição de diversas figuras que ilustram o modelo elaborado em

ArchiCad (Graphisoft, 2015), de diferentes perspetivas (Figuras 23 e 24) e comparações com imagens

de fotografias retiradas ao edifício em análise (Figuras 25, 26 e 27).

23

(a) (b)

(c) ^(d)

Figura 24 – Diferentes perspetivas do modelo BIM, (a) varanda da fachada principal (b) varandas da fachada de

tardoz, (c) interior de uma divisão, (d) interior de espaço comercial, (e) vista das escadas de acesso aos diveros

pisos, (f) porta principal do edifício e (g) cobertura com chaminé e clarabóia.

24

(a) (b)

(a) (b)

(a) (b)

Figura 25 - Comparação entre alçados principais através de (a) fotografia e (b) modelo BIM

Figura 26 - Comparação entre alçados de tardoz através de (a) fotografia e (b) modelo BIM

Figura 27 - Comparação entre entradas principais do edifício de estudo através de (a) fotografia e (b) modelo

BIM

25

Este modelo permite ainda a organização e visualização da informação recolhida do AML,

através da associação de um conjunto de links a determinados objetos presentes no modelo BIM, que

direcionam a um serviço de armazenamento e partilha de conteúdos acessível via Internet. De seguida,

apresenta-se o procedimento para aceder a um dos documentos referidos anteriormente.

1º Passo: Escolha do documento pretendido – O modelo BIM contém um conjunto de objetos com

dados de carácter idêntico em cada um deles. Como se observa na Figura 28, cada um dos objetos

está identificado com o nome do documento a que está associado, bastando apenas selecionar o objeto

pretendido.

Figura 28 – Procedimento de seleção do conteúdo de cada documento

2º Passo: Obtenção de link de atalho para o documento pretendido – Como se observa na Figura

29, após a escolha do objeto, seleciona-se o ícone de informação (contorno vermelho superior), que

permite o aparecimento de uma janela informativa sobre o objeto, que contém um ou mais links que

permitem a visualização do documento via Internet.

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No documento Caracterização e Avaliação Sísmica de um Edifício Misto Alvenaria-Beta o. Engenharia Civil (páginas 33-44)