Descrição da estrutura do edifício

Como já mencionado e, considerando o propósito da presente dissertação, resolveu-se utilizar uma estrutura porticada, de malha regular e simétrica em planta (com excepção da caixa-de- elevador) e uniformidade em altura (com excepção da cobertura da caixa-de-escadas), ver Figs. 3.1.a) e 3.1.b). A adopção de uma estrutura regular e corrente é mais adequada para os objectivos da presente tese, evitando-se assim a análise de problemas pontuais e locais que pouco contribuem para a análise comparativa pretendida. É de salientar que os únicos elementos estruturais verticais são os pilares, não existindo paredes estruturais e, a não existência de vigas de fundação, na medida em que se resolveu considerar os apoios como encastramentos.

Nota1: Relativamente às figuras anteriores (Figs. 3.1.a) e 3.1.b) ), importa ressalvar que , a distância entre pilares é de 5 m e a distância entre pisos de 3.3 m.

Nota 2: Relativamente à representação esquemática da cobertura dos acessos, não é relevante, na medida que, como o próprio nome indica, só cobre o fosso das escadas, localizado no centro do edifício, visível na Fig. 3.1.a). Nota 3 : Para evitar a colocação de vigas de fundação, o que implicaria uma maior quantidade de materiais na estrutura, e, não sendo relevante para o presente estudo, resolveu-se que o tipo de apoio seria encastramento, visível na Fig. 3.1.b).

Pormenorização construtiva

Fig. 3.2.a) Representação esquemática dos pormenores construtivos das lajes e varandas Fig. 3.1.a) Representação esquemática da planta

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Fig.3.2.b) Representação esquemática dos pormenores

construtivos das paredes exteriores

Fig.3.2.c) Representação esquemática dos pormenores construtivos das paredes dos

acessos elevatórios

Fig.3.2.d) Representação esquemática dos pormenores

construtivos das paredes interiores

Materiais estruturais

Betão

Considerou-se que seria usado um betão da classe C30/37, com as seguintes propriedades mecânicas:

Quadro 3.1. Características mecânicas do betão de classe C 30/37, segundo a NP EN 1992-1-1:2010

Armadura

Considerou-se que seria usado um aço da classe A500 NR SD, com as seguintes propriedades mecânicas:

Classe de betão C30/37

33 0,2 13,33 24,53 0,00001 0,4 cilíndrico 30 fck (MPa)

Módulos de elasticidade Resistência à compressão Módulo de Young

(E _GPa) Coeficiente de Poisson (υ)

Módulo de distorção (G_GPa)

Peso específico (kN/m3₎

Coef. de expansão térmica (1/o_C)

Coef. de

amortecimento _{Tipo de provete}

Fig. 3.3.a) Representação esquemática dos

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Quadro 3.2. Características mecânicas do aço de classe A 500 NR SD , segundo as fichas técnicas de : Armazéns de ferro , J.Soares correia, S.A.”.

3.2. Descrição do “software” de cálculo

O “Autodesk Robot Structural Analysis” [53] é um “software” avançado de análise de

estruturas, disponibilizado pela “Autodesk, Inc”. O “software” permite a análise estrutural e a simulação de desempenho em situações correntes e também a manipulação e a visualização espacial do projecto antes da sua concretização. A definição da estrutura pode ser inserida através de ficheiro de autocad *.dwg ou *.dxf. Podem também ser importados ficheiros *.ifc, *.sdnf (“steel detailing neutral file”). Ainda assim o Robot possui ferramentas próprias para a

definição da estrutura o que permite a sua utilização de forma completamente isolada e independente.

Além da criação do modelo e cálculo estrutural, o Robot permite o dimensionamento estrutural de acordo com mais de 50 códigos (incluindo os Eurocódigos) e permite também a preparação da documentação relacionada com o projecto da estrutura, incluindo desenhos, esforços e quantidades. Este “software” possui 24 módulos diferentes que permitem modelar vários tipos de estruturas (betão armado; estruturas metálicas; etc.) [40].

Em suma, o “software” de cálculo estrutural “Autodesk Robot Strutural Analysis” faculta aos

engenheiros de estruturas capacidades avançadas de simulação e de análise de estruturas grandes e complexas. O “software” oferece um fluxo de trabalho homogéneo, possibilitando

aos engenheiros a execução mais rápida da simulação e da análise de uma grande diversidade de estruturas.

 Demonstração de algumas funcionalidades do “Autodesk Robot Structural Analysis”

Inicialmente importa discriminar o algoritmo da utilização do “software” de cálculo estrutural

até à obtenção das quantidades de armadura:

1. Introdução dos dados relativos aos vários elementos estruturais ( secções, material, etc.) 2. Desenhar a estrutura (“drag-in”ortonormado do elemento estrutural)

3. Determinar os tipos de acções que se irão aplicar à estrutura

4. Aplicar as várias acções nos correspondentes elementos estruturais.

5. Realizar as várias combinações de acções requeridas pelas NP EN 1992-1-1:2010 e NP EN 1998-1

6. Realizar os cálculos de esforços

7. Definição dos parâmetros de pré-dimensionamento da armadura para os vários elementos estruturais, segundo a NP EN 1992-1-1:2010

8. Pré-dimensionamento da armadura para os vários elementos estruturais 9. Dimensionamento da armadura para os vários elementos estruturais

10. Leitura das quantidades dos materiais dos vários elementos estruturais que verificam os vários estados limite

Processo de fabrico Configuração da superfície Característica de aderência

Tensão de cedência (fyd ) (Mpa) Tensão de rotura (fyk) (Mpa) Extensão de cedência (eyd) (%) Extensão de rotura (eyk) (%) Aço da classe A 500 NR SD 500 575 8

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Fig. 3.4.b) Imagem do exposto nos 2º e 3º passos do algoritmo da utilização do “software” de cálculo

estrutural “ROBOT”.

Fig. 3.4.a) Imagem do ambiente de trabalho do “software” de cálculo estrutural “ROBOT” e visualização do

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Fig. 3.4.c) Imagem do exposto no 4º passo do algoritmo da utilização do “software” de cálculo estrutural “ROBOT”.

Fig. 3.4.d) Imagem do exposto nos 5º e 6º passos do algoritmo da utilização do “software” de cálculo

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Fig. 3.4.e) Imagem do exposto no 7º passo do algoritmo da utilização do “software” de cálculo estrutural “ROBOT”.

Fig. 3.4.f) Imagem do exposto no 8º passo do algoritmo da utilização do “software” de cálculo estrutural “ROBOT”.

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Fig. 3.4.g) Imagem do exposto nos 9º e 10º passos do algoritmo da utilização do “software” de cálculo

estrutural “ROBOT”.

 Teste preliminar do programa utilizado

Para aprender de forma sustentada a utilizar o programa “Autodesk Robot Strutural Analysis”, numa fase inicial definiu-se e analisou-se uma estrutura simples. Este

procedimento foi também necessário para aumentar a sensibilidade do utilizador aos resultados obtidos. Para cumprir estes objectivos realizou-se uma comparação de resultados usando o referido programa e usando determinados métodos mais simples:

 “Tabelas de Barès”, Esforços e Flechas Elásticas em Lajes [35].

 “ Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2016”.

 “FTOOL 3.00”, “software” de cálculo bidimensional de esforços [54].

Neste processo houve uma primeira fase, para análise de momentos na laje e, posteriormente, uma segunda fase para a análise de momentos no pórtico.

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4. MODELAÇÃO DA ESTRUTURA CORRENTE EM BETÃO