Manual de Apoio Ao Trabalho de Projecto V00-G_edic_01

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS

Manual de Apoio ao Trabalho de Projecto

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DISPONIBILIZAÇÃO PRELIMINAR DO TEXTO

Versão DRAFT 00-G

2006-2007

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Pedro Pacheco

Nelson Vila Pouca

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ÍNDICE

1 INTRODUÇÃO ...3

2 CONVENÇÕES ...4

3 INTERPRETAÇÃO DOS DESENHOS DE ARQUITECTURA...5

4 PARTES CONSTITUINTES DE UM PROJECTO ...9

5 ORGANIGRAMAS DE PROJECTOS TIPO...12

6 METODOLOGIA DE TRABALHO...14

7 RECOLHA DE INFORMAÇÃO PARA ELABORAÇÃO DE UM PROJECTO...15

8 CONCEPÇÃO ...16

9 PRÉ-DIMENSIONAMENTO...36

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1 INTRODUÇÃO

1.1 Este documento foi elaborado para introduzir aos alunos da Licenciatura uma perspectiva

integrada do desenvolvimento e verificação de Projectos de Estruturas.

1.2 “Estruturas de Edifícios” é uma disciplina de síntese. Considera-se fortemente aconselhável

que o aluno domine minimamente as disciplinas de Resistência de Materiais, Materiais de

Construção, Física das Construções, Mecânica dos Solos, Teoria das Estruturas e Betão Armado. Sendo ainda vantajoso o domínio de Estruturas Metálicas.

1.3 Trata-se de uma VERSÃO PRELIMINAR E PARCIAL, que deve por isso ser utilizada como

tal. Vários aspectos deverão ser revistos e completados, entre outros, as remissões às referências.

1.4 O objectivo da metodologia proposta é contribuir para uma eficaz apreensão dos mais

comuns procedimentos de projecto, procurando incutir hábitos metodológicos de eficácia e controlo de qualidade, o que é a mais eficaz forma de reduzir o risco associado à actividade de projecto.

1.5 A sua utilização num ambiente profissional é da integral responsabilidade do leitor e não

dispensa que o mesmo desenvolva todas as acções que entender necessárias, da forma que como profissional considerar mais adequado, estejam ou não incluídas no presente documento.

1.6 São introduzidos conceitos, porventura subjectivos, que se julgam úteis para a formação

profissional do aluno. Concretamente são listadas indicações de hábitos profissionais que se consideram passíveis de serem seguidas pelos alunos desde já.

1.7 Irá o aluno concluir, depois da leitura deste Manual, mas mais ainda depois da realização do

seu “primeiro projecto”, que um dos aspectos mais importantes – se não o mais importante – na actividade de projecto é o “BOM SENSO”. Nunca deverá deixar de o procurar…

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2 CONVENÇÕES

2.1 Na ausência de um critério de Designação dos pisos imposto pela Arquitectura, deverá ser

adoptada a seguinte convenção:

2.2 A representação de plantas (de arquitectura e estruturais) obedece a critérios diferentes: a

arquitectura representa “vistas de cima” e a estrutura representa “vistas de baixo” excepto no caso de lajes térreas e fundações:

Piso -1 Piso 0 Piso 1 Piso 2 Piso 3

Planta Estrutural do Piso 1 Planta de Arquitectura do Piso 1 Piso K

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3 INTERPRETAÇÃO DOS DESENHOS DE ARQUITECTURA

3.1 Escadas

Os degraus são representados a cheio pois são vistos de cima.

3.2 Couretes Acesso ao Piso K Acesso do Piso K-1 para o Piso K Acesso do Piso K para o piso K+1 Corte (intercepção do plano de representação com o plano inclinado das escadas) Negativo da Courete Forra da Courete (alvenaria)

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3.3 Vãos envidraçados

3.4 Armário de Contadores e Compartimento Corta-fogo

Fachada de Vidro (janela) Compartimento Corta-fogo Armário de Contadores

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3.5 Paredes de alvenaria

3.6 Pé-direito e pé-direito útil

Parede Divisória Parede Exterior (Fachada) H h H – pé-direito h – pé-direito útil

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3.7 Pilares

3.8 Aspectos relevantes a analisar no projecto de arquitectura

3.8.1 Identificação inequívoca dos contornos dos pavimentos (limites de laje do piso) em cada piso.

3.8.2 Identificação de eventuais desníveis dos pavimentos a partir das cotas definidas em planta e do cruzamento da informação dos cortes/alçados. Deve ser dada especial atenção ao piso 0, no qual os desníveis dos pavimentos interiores são frequentes pois proporcionam uma comunicação mais eficiente com o exterior quando existem variações de cota na envolvente do edifício.

3.8.3 Identificação dos revestimentos dos pavimentos e da cobertura para uma correcta avaliação de cargas a considerar no dimensionamento da estrutura. Nos casos em que zonas de circulação exterior do edifício são realizadas com laje (normalmente lajes de cobertura de garagens) os revestimentos destas zonas devem ser claramente identificados, em particular quando se prevêem coberturas em terra para zonas ajardinadas.

3.8.4 Identificação de elementos particulares que merecem especial atenção por implicarem soluções e elementos estruturais específicos, como por exemplo, zonas técnicas com equipamentos pesados (consultórios, unidades de diagnóstico médico, Shillers, UTA´s, etc), depósitos de água, piscinas.

3.8.5 Identificação da necessidade de elementos estruturais de contenção de terras. Pilar

Revestimento do Pilar

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4 PARTES

CONSTITUINTES DE UM PROJECTO

4.1 PEÇAS ESCRITAS

4.1.1 Memória descritiva. Contempla os seguintes pontos: 4.1.1.1 Descrição da Obra;

4.1.1.2 Condicionantes (Implantação, Topografia, Geotecnia, etc.);

4.1.1.3 Pressupostos de Projecto (Elementos fornecidos, Nível de Qualidade, Durabilidade, etc.); 4.1.1.4 Descrição da solução estrutural;

4.1.1.5 Regulamentação adoptada – caso existam critérios “pedidos” pelo DO explicitar; 4.1.1.6 Acções de dimensionamento – síntese;

4.1.1.7 Materiais – explicitação e justificação sustentada das escolhas; ®

4.1.1.8 Descrição de Processos Construtivos Especiais – com definição clara de responsabilidade (Projectista ou Empreiteiro); Referência, caso se aplique, a escoramentos de demolições. 4.1.1.9 Equipe que elaborou o Processo;

4.1.1.10 Data;

4.1.1.11 Assinatura do Responsável. 4.1.2 Memória de cálculo

4.1.2.1 Resumo selectivo da Memória Descritiva

4.1.2.2 Materiais (descrição, propriedades, etc.) ou omitir no caso da informação da MD ser suficiente.

4.1.2.3 Acções de dimensionamento – descrição detalhada, omitir no caso da informação da MD ser suficiente.

4.1.2.4 Descrição detalhada dos pressupostos de cálculo.

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O leitor deve poder compreender toda a informação e deve ter informação para, se quiser, reproduzir todo o cálculo. Deve ainda ter informação para verificar explicita ou implicitamente a segurança de qualquer elemento estrutural. Normalmente esta compilação é organizada por grupos de elementos estruturais.

4.1.3 Caderno de Encargos

4.1.3.1 Condições técnicas - As condições técnicas devem definir as formas de realização dos trabalhos e as exigências que os permitem qualificar em “conformidade” ou em “não conformidade”. As condições técnicas caracterizam todos os trabalhos necessários para a execução da empreitada, nomeadamente de transporte, fornecimento, armazenamento, montagem e fabrico ou execução. Incluem tipicamente os seguintes capítulos:

4.1.3.1.1 Preâmbulo

4.1.3.1.2 Condições técnicas gerais 4.1.3.1.3 Condições Técnicas Especiais

4.1.3.2 Mapa de trabalhos

4.1.3.3 Critérios de Medição

4.1.3.4 Descrição dos Artigos de Medição – usar como base documento validado AM.doc 4.1.3.5 Estimativa orçamental da empreitada (não obrigatório)

4.1.4 Lista de desenhos

4.2 PEÇAS DESENHADAS

Informação em todos os desenhos: rosto com numeração, data, objecto, Quadro de Materiais, Notas Gerais e Notas específicas, Referências a outros desenhos. Usar escalas adequadas para

pormenores de zonas críticas;

4.2.1 Plantas Estruturais

4.2.1.1 As plantas estruturais são um elemento fundamental do Projecto. Para além das informações do rosto, devem incluir as seguintes informações:

4.2.1.1.1 Sistema de eixos de referência devidamente cotado;

4.2.1.1.2 Representação clara e inequívoca da estrutura de acordo com as normas de desenho técnico (escalas correntes 1/50 a 1/100);

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4.2.1.1.4 Cotas suficientes para definir inequivocamente a geometria (altimétricas e planimétricas);

4.2.1.1.5 Representação inequívoca de negativos, rampas e escadas;

4.2.1.1.6 Indicação clara e inequívoca de planos a cotas diferentes (se for caso disso com indicação de cotas altimétricas);

4.2.1.1.7 Desenho de pormenor ou referências a desenhos de pormenor em zonas de representação.

4.2.2 Cortes Estruturais

4.2.2.1.1 Devem incluir a mesma informação das Plantas Estruturais. Os cortes estruturais são essenciais para clarificar eventuais ambiguidades na representação em planta. São exemplos desta situação, zonas de desníveis de pavimentos com uma única viga a servir de ligação às lajes desniveladas ou com duas vigas independentes a apoiarem cada uma das lajes desniveladas. Neste último caso, na representação em planta as vigas independentes aparecem sobrepostas o que pode suscitar dúvidas na sua identificação.

4.2.3 Desenhos de pormenor de elementos estruturais

4.2.3.1.1 Representação clara e inequívoca da estrutura de acordo com as normas de desenho técnico (escalas correntes de 1/20, 1/50 e 1/100, em casos particulares 1/10 ou outras);

4.2.3.1.2 Sistema de eixos devidamente cotado em cada elemento; 4.2.3.1.3 Designação de todos os elementos representados;

4.2.3.1.4 Cotas (altimétricas e planimétricas) suficientes para definir inequivocamente a geometria; 4.2.3.1.5 Representação clara das armaduras, da sua localização, e dos seus comprimentos e número de

unidades.

4.2.3.1.6 Referência a pormenores tipo quando aplicável. 4.2.4 Pormenores Gerais

Referem-se a elementos estruturais ou a pormenores tipo que se repetem ou que abrangem vastas zonas de um edifício.

4.2.4.1.1 Devem incluir a mesma informação dos Desenhos de pormenor de elementos estruturais.

4.3 PEÇAS INFORMÁTICAS

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5 ORGANIGRAMAS DE PROJECTOS TIPO

5.1 Organigrama do Trabalho de Projecto

Estudo Prévi o de Estruturas Projecto Bas e de Estruturas Projecto d e Execuçã o de Estruturas

Entrega do Projecto de Base Arquitectura

Concepção

Pré-dimensionamento

Cálculo (recurso a ferramentas de cálculo automático)

Dimensionamento (verificação de segurança)

Pormenorização e Desenho

Redacção das Peças Escritas

Entrega do Relatório

5.2 Organigrama de um projecto corrente

E s tudo Pr évio de A rqui te c tur a E s tudo Pr évio de E s tr ut ur as P roj ec to B a s e de A rqui te c tur a P roj ec to B a s e de E s tr ut ur as P roj ec to de E x ecuç ão de A rqui te c tur a P roj ec to de E x ecuç ão de E s tr ut ur as A ssi st ê n ci a T é c n ica de A rqui te c tur a A ssi st ê n ci a T é c n ica de E s tr ut ur as

Inicio do Projecto de Arquitectura

Adjudicação do Projecto de Estruturas (PE)

Visita ao local da Obra - Caracterização da edificação existente Entrega do Processo de Consulta para realização do Estudo Geotécnico Reunião com o DONO DE OBRA para estabelecer permissas de Projecto Estabilização dos Estudos Prévios das Especialidades

Aprovação do Projecto de Licenciamento de Arquitectura Adjudicação do Estudo Geotécnico

Realização do Estudo Geotécnico

Análise do Estudo Geotécnico pelos Projectistas

Reunião de Coordenação Geral - aprovação de opções base de Projecto Entrega dos Estudos Prévios das Especialidades

Estabilização do Projecto Base de Arquitectura Entrega de Ficheiros do Proj. Base de Arquitectura ao PE Desenvolvimento dos Projectos Base das Especialidades Aprovação do Projecto Base pelo Dono de Obra

Entrega dos Projectos de Licenciamento das Especialidades Estabilização de Desenhos Gerais de Arquitectura - Projecto de Execução Desenvolvimento dos Proj. de Licenciamento das Especialidades Conclusão do Projecto de Concurso/Execução de Arquitectura

Conclusão do Projecto de Concurso/Execução do Projecto de Estruturas Conclusão do Projecto de Concurso/Execução das Especialidades

Lançamento do Concurso Global de todas as Empreitadas Consignação

Início da Obra

Obra - Assistência Técnica de Estruturas e Arquitectura Fim de Obra

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5.3 Organigrama de um projecto complexo Es tu do Pr é v io de Ar qu it e c tu ra Es tu do Pr é v io de Es tr ut ur as Pr o jec to Ba se de Ar qu it e c tu ra Pr o jec to Ba se de Es tr ut ur as P roj e c to de Ex ec uç ão de Ar q u it ec tu ra P roj e c to de Ex ec uç ão de Es tr ut ur a s As sis tênc ia T é c n ic a de Ar q u it ec tu ra As sis tênc ia T é c n ic a de Es tr ut ur a s

Inicio do Projecto de Arquitectura

Adjudicação do Projecto de Estruturas (PE)

Visita ao local da Obra - Caracterização da edificação existente Entrega do Processo de Consulta para realização do Estudo Geotécnico Reunião com o DONO DE OBRA para estabelecer permissas de Projecto

Estabilização dos Estudos Prévios das Especialidades

Elaboração do Programa do Empreendimento

Aprovação do Projecto de Licenciamento de Arquitectura Adjudicação do Estudo Geotécnico

Realização do Estudo Geotécnico

Análise do Estudo Geotécnico pelos Projectistas

Reunião de Coordenação Geral - aprovação de opções base de Projecto Projectos de escavação, de demolição e contenção periférica Compatibilização final de Estudos Prévios

Entrega do Estudo Prévio de Estruturas

Entrega dos Estudos Prévios das Especialidades

Análise dos Estudos Prévios das Especialidades pelo Dono de Obra

Tomadas de decisão do Dono de Obra

Concurso de Demolição/Escavação e Contenção Periférica

Negociação e Adjudicação da Empreitada de Demolição/Escavação/Contenção Obra de Demolição/Escavação/Contenção

Assistência Técnica à Obra de Demolição/Escavação/Contenção

Estabilização do Projecto Base de Arquitectura Entrega de Ficheiros do Proj. Base de Arquitectura ao PE Desenvolvimento dos Projectos Base das Especialidades Entrega do Projecto de Arquitectura ao DONO DE OBRA Análise preliminar do Projecto pelo DONO DE OBRA

Aprovação do Projecto Base pelo Dono de Obra

Entrega dos Projectos de Licenciamento das Especialidades

Estabilização de Desenhos Gerais de Arquitectura - Projecto de Execução

Entrega de Ficheiros do Proj. Exec (D. Gerais) de Arquitectura ao PE

Desenvolvimento dos Proj. de Licenciamento das Especialidades Análise e Aprovação dos Projectos das Especialidades Emissão da Licença de Obra

Conclusão da Versão Base dos Projectos de Concurso/Execução de Arquitectura e Especialidades Análise intercalar do Projecto

Análise final do Projecto

Aprovação global do Projecto pelo DONO DE OBRA

Conclusão do Projecto de Concurso/Execução de Arquitectura Entrega do Projecto de Concurso/Execução de Arquitectura

Conclusão do Projecto de Concurso/Execução do Projecto de Estruturas Lançamento do Concurso do Projecto de Estrturas

Conclusão do Projecto de Concurso/Execução das Especialidades

Concurso e Adjudicação da Empreitada de Estruturas

Análise dos Projectos de Execução pela DONO DE OBRA Ajuste dos Projectos em consonância com análise da DONO DE OBRA Preparação do Concurso Global de todas as Empreitadas restantes

Lançamento do Concurso Global de todas as Empreitadas restantes

Consignação Início da Obra

Obra - Assistência Técnica de Estruturas e Arquitectura

Conclusão da empreitada de Estruturas - "PAU DE FILEIRA" Obra - Assistência Técnica das Especialidades e Arquitectura Fim de Obra

Produção de Telas finais de Estruturas

Produção de Telas finais de Arquitectura Produção de Telas finais das Especialidades

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6 METODOLOGIA

DE

TRABALHO

6.1 Aspectos gerais - Antes de iniciar o trabalho, uma equipe de projecto deve fixar uma

metodologia de trabalho que compreenda o Planeamento, a Gestão da Informação e o Controlo de Qualidade. Devem ser atendidos os pontos fundamentais a seguir mencionados.

6.2 Planeamento de Produção

6.2.1 Identificação de fases

6.2.2 Identificação de tarefas

6.2.3 Quantificação da duração das tarefas

6.2.4 Quantificação da duração das fases

6.2.5 Estudo da sequência de tarefas em cada fase

6.2.6 Divisão de tarefas

6.2.7 Planeamento – relaciona disponibilidades, cargas horárias, duração de tarefas e prazos.

6.2.8 Controlo de Planeamento – verificação sistemática do planeamento

6.2.9 Tomada de decisões para controlo do processo (desvios ao planeamento)

6.3 Organização e processamento da Informação

6.3.1 Fixar critérios de projecto

6.3.2 Sistema de designação e de numeração histórica

6.3.3 Sistema de arquivo ou armazenamento informático da informação

6.3.4 Procedimentos de transmissão de informação

6.3.5 Identificação sistemática de questões pendentes

6.3.6 Resolução sistemática de questões pendentes

6.4 Controlo de Qualidade

6.4.1 Verificação por amostragem

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7 RECOLHA DE INFORMAÇÃO PARA ELABORAÇÃO DE UM PROJECTO

7.1 Num projecto “real” deverão ser solicitados, recolhidos e organizados os seguintes elementos

(quando aplicável):

7.1.1 Projecto de Arquitectura Actualizado 7.1.2 Levantamento topográfico 1:200/1:100

7.1.3 Levantamento de possibilidades de integração do estaleiro 7.1.4 Levantamento de patologias

7.1.5 Estudo Geotécnico – averiguação da homogeneidade do tipo de solos ou rochas em causa 7.1.6 Levantamento das construções vizinhas

7.1.7 Levantamento de infra-estruturas e construções enterradas na vizinhança 7.1.8 Levantamento de linhas de água – recentes e antigas

7.1.9 Recolha de informação sobre contaminação de águas e solos 7.1.10 Recolha de informação sobre futuras edificações

7.1.11 Fotografias

7.1.12 Observação crítica das acções específicas da Obra ou de partes da Obra – acções acidentais (p. ex. embate de viaturas em pilares), vandalismo, impulsos de terra, “cheias”, fogo, neve, alterações futuras da Obra, e em certos casos pontuais, acções terroristas em estruturas de importância elevada, etc.

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8 CONCEPÇÃO

8.1 SÍNTESE

A concepção é uma fase primordial do projecto de estruturas, sendo reconhecido que esta fase não só direcciona todo o projecto nas vertentes funcional, construtiva e económica como muitas vezes está na origem de graves patologias. Por esse motivo deve ser encarada com elevado sentido crítico. O aluno (futuro projectista) deve também ter presente que esta é a fase mais difícil do

projecto pelo que nos primeiros anos de actividade deve encarar a mesma com particular prudência. 8.1.1 Pressupostos: a concepção é realizada durante e/ou após a elaboração do estudo prévio (ou do projecto base) de arquitectura, sendo desenvolvida a partir da “ideia” do arquitecto ou dos desenhos de arquitectura.

8.1.2 Objectivos: a concepção tem como objectivo a viabilização da arquitectura sendo

concretizada pela proposta de uma solução estrutural que pressupõe a definição geral da geometria da estrutura, dos sistemas estruturais e a escolha prévia dos materiais. Importa ter presente que a solução arquitectónica (projecto base de arquitectura) não deve ser

viabilizada a “qualquer preço”, podendo conduzir a uma solução estrutural deficiente. Como exemplos, podem referir-se situações em que as imposições arquitectónicas conduzem a estruturas muito deformáveis (elementos de grande vão e pequena espessura), ou a estruturas com grande irregularidade (variação acentuada de rigidez em planta e/ou em altura).

8.1.3 Procedimento: a concepção pode ser elaborada de múltiplas formas o que depende muito do projectista e da sua experiência, no entanto, compreende sistematicamente as seguintes fases: estudo profundo da arquitectura, consideração de soluções alternativas para problemas gerais e específicos, adopção de soluções.

8.1.4 Múltiplas soluções – a concepção é caracterizada por ser um problema com múltiplas soluções, podendo várias ser adequadas e podendo haver outras menos adequadas (este é um aspecto essencial e que normalmente o aluno encara com dificuldade, pelo que merece alguma reflexão).

8.1.5 Importância: a concepção é fundamental na medida em que condiciona todo o projecto. Se uma estrutura for mal concebida, mesmo que todas as fases subsequentes sejam

desenvolvidas com excelência, o resultado é negativo.

8.1.6 Dificuldade: a concepção é, normalmente, a fase mais difícil do projecto. Um dos factores mais importantes é a experiência.Na ausência dessa experiência dos “alunos”, neste manual são apresentadas uma série de indicações que incorporam em si a experiência de muitos projectistas, sendo algumas “regras gerais de concepção”.

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8.1.7 Resultado: o resultado da concepção são desenhos simplificados que caracterizam a geometria da estrutura e que contemplam a respectiva definição de materiais.

8.2 ASPECTOS GERAIS

8.2.1 Para além dos aspectos específicos de concepção que cada edifício tem e dos aspectos multidisciplinares que condicionam a concepção (aspectos de Coordenação), devem ser cuidadosamente analisados e ponderados factores como:

8.2.2 Escolha de Materiais (atender a capacidade técnica de potenciais empreiteiros, relação custo/benefício de materiais de melhor qualidade, exigências arquitectónicas e funcionais, existência de stocks no mercado, etc.).

8.2.3 Inclusão de Juntas; ver dimensão das juntas caso existam, e ver diferentes implicações; 8.2.4 Contraventamento (nós fixos sempre que possível);

8.2.5 Facilidade e viabilidade construtiva (deve-se ter uma noção clara de como a estrutura vai ser construída);

8.2.6 Analisar efeitos de impulsos de terras – ver viabilidade de caminhos de forças até fundações; 8.2.7 Avaliar se geotecnia/geologia do terreno não afecta soluções previstas;

8.2.8 Averiguar se elementos sujeitos a acções horizontais têm carga vertical suficiente; 8.2.9 Verificar se dimensões previstas dos elementos mais comuns são viáveis (ELU, ELS e

construtivamente);

8.2.10 Verificar se a solução prevista não conduz a deformações excessivas (especialmente vigas, lajes e de uma forma geral consolas);

8.2.11 Verificar vibrações em elementos flexíveis;

8.2.12 Verificar efeitos de deformações impostas (cuidado com elementos flexíveis ligados a estruturas rígidas);

8.2.13 Verificar se não há elementos sujeitos a acções horizontais a interceptarem zonas intermédias de pilares;

8.2.14 Avaliar rácios do tipo de solução adoptada (esta avaliação requer experiência que os alunos não têm, no entanto o cumprimento geral das indicações de concepção que são dadas neste documento já assegura implicitamente soluções economicamente razoáveis);

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8.2.15 Verificar se as opções de base atendem não só a indicações regulamentares como aos critérios específicos que o Dono de Obra pretende que sejam verificados (no futuro);

8.3 INDICAÇÕES DE CONCEPÇÃO PARA ESTRUTURAS PORTICADAS COM LAJES

ALIGEIRADAS DE VIGOTAS PRÉ-ESFORÇADAS (pilares, vigas e lajes)

Para além dos aspectos gerais referidos no ponto anterior devem ser atendidos os seguintes aspectos e/ou passos indicativos e não vinculativos (sendo certo que há sempre excepções que devem ser devidamente ponderadas):

8.3.1 Indicações para inserção de pilares

Fazer em planta uma inserção de pilares que atenda aos aspectos a seguir apresentados. O objectivo deste procedimento é idealizar uma solução estrutural que assegure um percurso consistente e razoável de todas as cargas verticais até às fundações.

8.3.1.1 Iniciando a concepção pelo piso tipo, procurar colocar pilares em todos os vértices do contorno das lajes, com excepção de zonas avançadas e varandas, onde se admitem consolas.

8.3.1.2 Os pilares devem ser preferencialmente localizados em paredes de alvenaria ou em zonas já previstas na arquitectura.

8.3.1.3 Atendendo à arquitectura do piso k inserir uma malha de pilares, com a máxima

regularidade possível e procurando formar pórticos. Para esse efeito “a consideração da arquitectura” é um factor subjectivo, sendo no entanto evidente que são indesejáveis pilares que se localizem em espaços amplos, em circulações, em vãos de fachadas, etc. E

podendo eventualmente ser toleráveis pilares salientes em paredes ou fachadas. 8.3.1.4 Procurar que a malha dos pilares conduza indirectamente a painéis de lajes com vãos

máximos inferiores a 6.0 m / 6.5 m e a vigas com vãos máximos inferiores a 6.0 m / 7.0 m. No caso de se anteverem vigas embebidas esses vãos deverão ser substancialmente reduzidos (frequentemente menores do que 4.5 m) e verificados caso a caso;

8.3.1.5 Repetir procedimento para restantes pisos de forma a viabilizar cada um separadamente. 8.3.1.6 Sendo comum não se verificar em todos os casos a correspondência das soluções prévias

para os vários pisos, torna-se necessário iniciar um estudo de compatibilização de forma a que os pilares tenham perfeita continuidade vertical desde as fundações até à sua cota superior. Esse estudo passa muitas vezes pela definição de “áreas de possível inserção de pilares”, em que as soluções resultam da verificação da sobreposição dessas áreas em plantas sobrepostas (zonas de intercepção).

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8.3.1.7 A definição implícita de painéis (pode haver mais de uma solução para uma mesma malha de pilares) deve atender também ao respeito altimétrico da arquitectura - concretamente devem evitar-se vigas salientes (com vãos tipicamente superiores a 4.5 m) em espaços nobres: salas, circulações ou mesmo quartos (dependendo do tipo de arquitectura). 8.3.1.8 A inserção de pilares no contorno do edifício deve contemplar a idealização de uma

estrutura rígida de sustentação das Fachadas. Frequentemente os pórticos das fachadas incluem vigas “altas” que minoram deformações causadoras de patologias muito

frequentes. Em geral, nos casos em que existem caixas de estores, é conveniente explorar a máxima altura disponível para as vigas (normalmente vigas com 0.5m a 0.6m)

conferindo-se assim maior rigidez a estes pórticos de fachada.

8.3.1.9 Na fase de inserção de pilares devem desde logo ser pensadas e “marcadas” paredes ( ou núcleos resistentes) que vão assegurar o contraventamento do edifício. Esses elementos que carecem de verificações posteriores são também colaborantes na sustentação vertical de vigas e lajes (pelo que dispensam a inserção de alguns pilares).

8.3.1.10 A implementação de pilares deve atender a uma previsão das suas dimensões mínimas e à compatibilidade de inserção dos mesmos na arquitectura atendendo à espessura dos elementos arquitectónicos.

8.3.1.11 Na inserção de pilares devem ser atendidos os casos de desníveis nas lajes – especialmente no piso 0. A não continuidade das lajes pode implicar a inserção de

elementos estruturais adicionais para a sua viabilização. Os desníveis, frequentes no piso 0 resultando da compatibilização de cotas da envolvente exterior do edifício, devem

preferencialmente ser realizados com uma única viga a ligar as lajes desniveladas do pavimento. Estas vigas devem merecer cuidados especiais de pormenorização das armaduras.

8.3.1.12 A compatibilização da posição dos pilares nos pisos enterrados de garagem com a viabilização dos caminhos de circulação e dos lugares de estacionamento previstos na arquitectura revela-se muitas vezes extremamente difícil. Neste processo de

compatibilização devem ser ensaiadas várias soluções estruturais (com diferente posicionamento de pilares ainda que com prejuízo de aspectos arquitectónicos e /ou funcionais dos pisos superiores) e várias soluções de arranjos de lugares de

estacionamento.

8.3.1.13 O processo de inserção de pilares é um processo iterativo que pressupõe a verificação progressiva da sustentação de todos os painéis de lajes e vigas e porventura de outros elementos estruturais (p. ex. escadas) com vão razoáveis.

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com a implementação implícita de vigas, vigas embebidas e painéis de lajes que devem responder de forma integrada aos vários critérios apresentados.

8.3.1.15 Não raras vezes, a solução final passa por recorrer a soluções de recurso em casos

pontuais. Essas soluções de recurso não são mais do que soluções que desrespeitam uma ou mais das regras anteriormente apresentadas. Por exemplo, em certos casos pontuais podem inserir-se pilares que “nascem” de vigas, não respeitando por isso o princípio geral da “perfeita continuidade vertical desde as fundações até à sua cota superior”.

8.3.1.16 Com alguma frequência este referido princípio também é “desrespeitado” na sustentação da laje de cobertura. Havendo uma diferença substancial entre a planta dessa laje e a planta do piso imediatamente inferior, podem inserir-se pilares a “nascer” de vigas (ou mesmo de lajes) que por terem cargas reduzidas, não provocam esforços excessivos nos elementos que os sustentam. Naturalmente verificações adicionais são muitas vezes necessárias nestes casos (esforço transverso e punçoamento).

8.3.1.17 Ainda na fase de inserção de pilares pode ser conveniente – para a tomada de decisões críticas – a realização de cálculos expeditos de pré-dimensionamento, de forma a verificar a viabilidade das soluções consideradas.

8.3.2 Indicações especificas para inserção de lajes

A inserção de painéis de lajes fica implicitamente definida pelos procedimentos anteriores, no entanto devem atender-se às seguintes indicações específicas:

8.3.2.1 As lajes aligeiradas de vigotas são marcadamente vocacionadas para “trabalhar” com “momentos positivos”. Apesar de poderem assumir momentos negativos de continuidade (de grandeza reduzida) em caso algum devem ser usadas para realizar consolas.

8.3.2.2 As lajes aligeiradas têm baixa rigidez (em termos relativos), assim, em zonas com elevada concentração de esforços, por exemplo junto de núcleos resistentes ou junto de negativos, é frequente inserirem-se zonas maciças (patamares no piso com ligação à caixa de

elevadores e às escadas).

8.3.2.3 As lajes aligeiradas têm baixa rigidez no seu plano (em particular na direcção perpendicular às vigotas), assim, nos pisos enterrados sujeitos a esforços elevados no seu plano

(situações com duas ou mais caves) deve evitar-se a utilização deste tipo de lajes nestes pisos. No caso de utilização deste tipo de pavimentos nestes pisos é essencial melhorar a rigidez no plano através da inserção de vigas nas duas direcções.

8.3.2.4 Dependendo das decisões de coordenação geral (arquitectura – instalações hidráulicas – instalações mecânicas – estrutura) podem ser inseridos painéis de lajes desnivelados para

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acomodar equipamentos hidráulicos. Essa opção pode condicionar a implantação de painéis e respectiva direcção de funcionamento.

8.3.3 Indicações especificas para inserção de vigas

A inserção de vigas fica implicitamente definida pelos procedimentos anteriores, no entanto devem atender-se às seguintes indicações específicas:

8.3.3.1 A inserção de vigas em fachadas deve atender às restrições físicas existentes,

nomeadamente no que se refere a espessuras disponíveis, alturas disponíveis (caixas de estores), existência de desníveis, existência de aberturas, etc. Em casos de dúvida, convém efectuar desde logo pré-dimensionamento.

8.3.3.2 As vigas não periféricas devem ser inseridas respeitando a arquitectura, nomeadamente atendendo a possibilidade, ou não, de se assumir a saliência, atendendo à espessura de elementos de construção onde as vigas se inserem (por exemplo, espessuras de paredes de alvenaria), atendendo à altura máxima disponível (por exemplo quando as vigas realizam padieiras), ou mesmo atendendo ao espaço disponível em “couretes”. Em casos de dúvida, convém efectuar desde logo pré-dimensionamento.

8.3.3.3 Em varandas, por vezes as vigas estruturais são simultaneamente platibandas com dimensões condicionadas (que devem ser respeitadas).

8.3.3.4 A inserção de vigas em paredes deve compreender regras elementares de construções civis, atendendo a problemas térmicos (evitar pontes), a problemas de fissuração resultantes da transição brusca de materiais, etc.

8.3.3.5 Com frequência, devido a restrições de espessura ou altura de vigas, as mesmas são idealizadas e realizadas em “T” de forma a maximizar desempenho mecânico.

8.3.3.6 As vigas embebidas mais largas do que pilares devem ser previamente verificadas ao corte (ou punçoamento, se aplicável). O mesmo acontecendo se as mesmas sustentarem

pilaretes.

8.3.3.7 Em casos particulares, quando as vigas estão sujeitas as esforços elevados (concentrados ou distribuídos) pode justificar-se a realização de vigas parede com altura de 1 ou mais pé-direitos.

8.3.3.8 Normalmente evita-se o recurso a vigas a trabalhar à torção, quando tal não é possível, devem ser efectuados cálculos expeditos para avaliar a respectiva viabilidade.

8.3.3.9 Em casos em que se identifique importantes cargas lineares em lajes (por exemplo, paredes divisórias extensas, paredes duplas de divisão de habitações) pode justificar-se a

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inserção de vigas independente do sistema estrutural de lajes, com o objectivo exclusivo de reduzir deformações.

8.4 INDICAÇÕES DE CONCEPÇÃO PARA ESTRUTURAS PORTICADAS COM LAJES

MACIÇAS BIDIRECCIONAIS E UNIDIRECIONAIS (pilares, vigas e lajes)

Para além do que foi referido em “Aspectos Gerais”, na concepção das estruturas aqui tratadas (muito semelhantes às estruturas anteriores), devem ser atendidos os seguintes aspectos e/ou passos indicativos e não vinculativos (sendo certo que há sempre excepções):

8.4.1.1 Iniciando a concepção pelo piso tipo, procurar colocar pilares em todos os vértices do contorno das lajes, com excepção de zonas avançadas e varandas, onde se admitem consolas.

8.4.1.2 Os pilares devem ser preferencialmente localizados em paredes de alvenaria ou em zonas já previstas na arquitectura.

8.4.1.3 Atendendo à arquitectura do piso k inserir uma malha de pilares, com a máxima

regularidade possível e procurando formar pórticos. Para esse efeito “a consideração da arquitectura” é um factor subjectivo, sendo no entanto evidente que são indesejáveis pilares que se localizem em espaços amplos, em circulações, em vãos de fachadas, etc. E

podendo eventualmente ser toleráveis pilares salientes em paredes ou fachadas. 8.4.1.4 Procurar que a malha dos pilares conduza indirectamente a painéis de lajes com vãos

máximos inferiores a 6.0 m / 7.0 m em lajes unidireccionais e 7.0 m 8.0 m em lajes bidireccionais, e de forma que as vigas tenham vãos máximos inferiores a 7.0 m / 8.0 m, sendo no entanto mais económico não recorrer sistematicamente a vãos dessa dimensão. Soluções de lajes bidireccionais com vãos próximos de 5.0 m são muito económicas e conduzem a lajes muito esbeltas.

para os vários pisos, torna-se necessário iniciar um estudo de compatibilização, de forma que os pilares tenham perfeita continuidade vertical desde as fundações até à sua cota superior. Esse estudo passa muitas vezes pela definição de “áreas de possível inserção de pilares”, em que as soluções resultam da verificação da sobreposição dessas áreas em plantas sobrepostas (zonas de intercepção).

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8.4.1.7 A definição implícita de painéis (pode haver mais de uma solução para uma mesma malha de pilares) deve atender também ao respeito altimétrico da arquitectura - concretamente devem evitar-se vigas salientes em espaços nobres: salas, circulações ou mesmo quartos (dependendo do tipo de arquitectura).

8.4.1.8 A inserção de pilares no contorno do edifício deve contemplar a idealização de uma estrutura rígida de sustentação das Fachadas. Frequentemente os pórticos das fachadas incluem vigas “altas” que minoram deformações causadoras de patologias muito

frequentes.

8.4.1.9 Na fase de inserção de pilares devem desde logo ser pensadas e “marcadas” paredes ( ou núcleos resistentes) que vão assegurar o contraventamento do edifício. Esses elementos que carecem de verificações posteriores são também colaborantes na sustentação vertical de vigas e lajes (pelo que dispensam a inserção de alguns pilares).

8.4.1.11 Na inserção de pilares devem ser atendidos os casos de desníveis nas lajes – especialmente no piso 0. A não continuidade das lajes pode implicar a inserção de elementos estruturais adicionais para a sua viabilização.

8.4.1.12 O processo de inserção de pilares é um processo iterativo que pressupõe a verificação progressiva da sustentação de todos os painéis de lajes e vigas e porventura de outros elementos estruturais (p. ex. escadas) com vão razoáveis.

8.4.1.13 O processo de inserção de pilares nos vários pisos compreende sistematicamente várias iterações nas quais a solução vai “amadurecendo” com a verificação dos vários critérios e com a implementação implícita de vigas e painéis de lajes que devem responder de forma integrada aos vários critérios apresentados.

8.4.1.14 Não raras vezes, a solução final passa por recorrer a soluções de recurso em casos pontuais. Essas soluções de recurso não são mais do que soluções que desrespeitam uma ou mais das regras anteriormente apresentadas. Por exemplo, em certos casos pontuais podem inserir-se pilares que “nascem” de vigas, não respeitando por isso o princípio geral da “perfeita continuidade vertical desde as fundações até à sua cota superior”.

8.4.1.15 Com alguma frequência este referido princípio também é “desrespeitado” na sustentação da laje de cobertura. Havendo uma diferença substancial entre a planta dessa laje e a planta do piso imediatamente inferior, podem inserir-se pilares a “nascer” de vigas (ou mesmo de lajes) que por terem cargas reduzidas, não provocam esforços excessivos nos elementos

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que os sustentam. Naturalmente verificações adicionais são muitas vezes necessárias nestes casos (esforço transverso e punçoamento).

8.4.2 Indicações especificas sobre lajes maciças uni ou bidireccionais

A inserção de painéis de lajes fica implicitamente definida pelos procedimentos anteriores, no entanto devem atender-se às seguintes indicações específicas:

8.4.2.1 As lajes maciças são muito versáteis, sendo possível em edifícios com estruturas vigadas, recorrer localmente a zonas com comportamento fungiforme.

8.4.2.2 Dependendo das decisões de coordenação geral (arquitectura – instalações hidráulicas – estrutura) podem ser inseridos painéis de lajes desnivelados para acomodar equipamentos hidráulicos. Essa opção pode condicionar a implantação de painéis e respectiva direcção de funcionamento.

8.4.3 Indicações especificas para inserção de vigas

A inserção de vigas fica implicitamente definida pelos procedimentos anteriores, no entanto devem atender-se às seguintes indicações específicas:

8.4.3.1 A inserção de vigas em fachadas deve atender às restrições físicas existentes,

nomeadamente no que se refere a espessuras disponíveis, alturas disponíveis (caixas de estores), existência de desníveis, existência de aberturas, etc. Em casos de dúvida, convém efectuar desde logo pré-dimensionamento.

8.4.3.2 As vigas não periféricas devem ser inseridas respeitando a arquitectura, nomeadamente atendendo a possibilidade, ou não, de se assumir a saliência em planta, atendendo à

espessura de elementos de construção onde as vigas se inserem (por exemplo, espessuras de paredes de alvenaria), atendendo à altura máxima disponível (por exemplo quando as vigas realizam padieiras), ou mesmo atendendo ao espaço disponível em “couretes”. Em casos de dúvida, convém efectuar desde logo o pré-dimensionamento.

8.4.3.3 Em varandas, por vezes as vigas estruturais são simultaneamente platibandas com dimensões condicionadas (que devem ser respeitadas).

8.4.3.4 A inserção de vigas em paredes deve compreender regras elementares de construções civis, atendendo a problemas térmicos (evitar pontes), a problemas de fissuração resultantes da transição brusca de materiais, etc.

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8.4.3.5 Com frequência, devido a restrições de espessura ou altura de vigas, as mesmas são idealizadas e realizadas em “T” de forma a maximizar desempenho mecânico.

8.4.3.6 Em casos particulares, quando as vigas estão sujeitas as esforços elevados (concentrados ou distribuídos) pode justificar-se a realização de vigas parede com altura de 1 ou mais pé-direitos.

8.4.3.7 Normalmente evita-se o recurso a vigas a trabalhar à torção, quando tal não é possível, devem ser efectuados cálculos expeditos para avaliar a respectiva viabilidade.

8.4.3.8 Em casos em que se identifique importantes cargas lineares em lajes (por exemplo, paredes divisórias extensas) pode justificar-se a inserção de vigas independentes do sistema estrutural de lajes, com o objectivo exclusivo de reduzir deformações.

8.5 INDICAÇÕES DE CONCEPÇÃO PARA ESTRUTURAS RETICULADAS COM LAJES

FUNGIFORMES (pilares, vigas e lajes)

Para além do que foi referido em “Aspectos Gerais” devem ser atendidos os seguintes aspectos e/ou passos indicativos e não vinculativos (sendo certo que há sempre excepções):

8.5.1 Aspectos gerais sobre lajes fungiformes

8.5.1.1 A adopção de lajes fungiformes adequa-se, na generalidade, a edifícios com pouca regularidade nas potenciais malhas de pilares, a edifícios com vãos expectáveis relativamente grandes (6 a 8 m) ou em edifícios com estas duas particularidades. A

adopção de lajes fungiformes pode ainda adequar-se a edifícios com uma malha regular de pilares (previstos desde logo na arquitectura) com vãos relativamente grandes (6 a 8 m) pelas vantagens associadas a uma maior liberdade da gestão dos espaços por parte da arquitectura (menores condicionamentos da estrutura). Do ponto de vista

económico/rapidez de execução estas soluções podem ser atractivas sendo muitas vezes vinculada a decisão numa reunião com DO/Arquitectura/Estruturas.

8.5.1.2 Escolher, entre as seguintes, o tipo de laje fungiforme – atendendo fundamentalmente às características arquitectónicas do edifício, a aspectos económicos e a questões de compatibilização da espessura expectável com as diversas especialidades (tubagens horizontais, revestimentos previstos e pé-direito útil previsto):

a) Aligeirada com blocos de betão leve – frequentemente usada nos pisos de habitação; b) Aligeirada com “cocos” – frequentemente usada em pisos de estacionamento ou em pisos comerciais (normalmente é a solução mais económica);

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com as soluções aligeiradas nos casos de vãos moderados 5 a 6m pela menor incorporação de mão de obra na montagem de armaduras e na maior rapidez de execução);

d) Maciça com capiteis salientes - frequentemente usada em pisos de estacionamento ou em pisos comerciais.

a) Aligeirada pré-esforçada – usada em edifícios especiais ou em zonas pontuais de edifícios correntes

8.5.1.3 Fixar o vão máximo indicativo e o vão corrente – atendendo fundamentalmente às características das plantas arquitectónicas mais representativas. Os valores comuns de vãos são:

Tipo de Laje Vãos médios/reduzidos Vãos máximos

Aligeirada com blocos de betão leve 5.0 m a 6.5 m 7.0 a 8.0 m

Aligeirada com “cocos” 5.0 m a 6.5 m 7.0 a 8.0 m

Maciça 5.0 m a 6.0 m 6.0 a 7.0 m

Maciça com capiteis salientes 6.0 m a 7.0 m 7.0 a 8.0 m;

Aligeiradas pré-esforçadas --- 9 m a 16 m

8.5.2.1 Devem-se prever pilares na vizinhança de todos os vértices dos contornos das lajes. 8.5.2.2 Os pilares devem ser preferencialmente localizados em paredes de alvenaria ou em zonas

já previstas na arquitectura.

8.5.2.3 Atendendo à arquitectura do piso tipo inserir uma malha de pilares, com a máxima regularidade possível, procurando formar pórticos sempre que possível e atendendo aos seguintes aspectos:

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8.5.2.3.1 Devem evitar-se vãos extremos de grande dimensão – se possível devem ser 70% a 80% dos vãos máximos indicados para cada tipo de laje fungiforme.

8.5.2.3.2 A introdução de consolas, nos vãos extremos, com vãos próximos de 20% dos “penúltimos vãos” é muitas vezes favorável pois reduz deformações e “momentos positivos” nos vãos adjacentes. 8.5.2.3.3 A “consideração da arquitectura” é um factor subjectivo, sendo no entanto evidente que são

indesejáveis pilares que se localizem em espaços amplos, em circulações, em vãos de fachadas, etc. E podendo eventualmente ser toleráveis pilares salientes em paredes ou fachadas.

8.5.2.3.4 A introdução de pilares no piso tipo deve compreender uma análise prévia dos restantes pisos. 8.5.2.3.5 Nos vãos intermédios podem prever-se em ambas as direcções vãos máximos da ordem de

grandeza previamente estabelecida, atendendo ao quadro anterior.

8.5.2.4 Devem analisar-se desde início (se possível) as necessidades de localização de courettes e relaciona-las com a inserção de pilares. Tipicamente a arquitectura “procura” localizar couretes junto de pilares o que pode gerar problemas de punçoamento.

8.5.2.5 Deve evitar-se intercalar vãos com ordens de grandeza substancialmente diferentes, pois, normalmente é mais económico prever vários vãos de grandeza intermédia do que alguns vãos grandes intercalados por vãos reduzidos.

8.5.2.6 Apesar da “liberdade” de concepção em estruturas com lajes fungiformes é vantajoso, não só para a sustentação de cargas verticais como para o comportamento da estrutura perante acções horizontais, procurar idealizar “pórticos equivalentes” formados pelos pilares e por bandas de lajes.

para os vários pisos, torna-se necessário iniciar um estudo de compatibilização, de forma a que os pilares tenham perfeita continuidade vertical desde as fundações até à sua cota superior. Esse estudo passa muitas vezes pela definição de “áreas de possível inserção de pilares”, em que as soluções resultam da verificação da sobreposição dessas áreas em plantas sobrepostas (zonas de intercepção).

8.5.2.9 Na fase de inserção de pilares devem desde logo ser pensadas e “marcadas” paredes ( ou núcleos resistentes) que vão assegurar o contraventamento do edifício. Esses elementos que carecem de verificações posteriores são também colaborantes na sustentação vertical lajes (pelo que dispensam a inserção de alguns pilares).

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8.5.2.11 Na inserção de pilares devem ser atendidos os casos de desníveis nas lajes – especialmente no piso 0. A não continuidade das lajes pode implicar a inserção de elementos estruturais adicionais para a sua viabilização. Estes desníveis são particularmente relevantes para lajes fungiformes.

8.5.2.12 O processo de inserção de pilares é um processo iterativo que pressupõe a verificação progressiva da sustentação de todos os painéis de lajes e porventura de outros elementos estruturais (p. ex. escadas) com vão razoáveis.

8.5.2.13 Não raras vezes, a solução final passa por recorrer a soluções de recurso em casos

pontuais. Essas soluções de recurso não são mais do que soluções que desrespeitam uma ou mais das regras anteriormente apresentadas. Por exemplo, pode ser conveniente introduzir os pilares numa fachada, perdendo-se por isso o efeito favorável das consolas extremas.

8.5.2.14 Com alguma frequência outro princípio também é “desrespeitado” na sustentação da laje de cobertura. Havendo uma diferença substancial entre a planta dessa laje e a planta do piso imediatamente inferior, podem inserir-se pilares a “nascer” das lajes que por terem cargas reduzidas, não provocam esforços excessivos nos elementos que os sustentam.

Naturalmente verificações adicionais são muitas vezes necessárias nestes casos (punçoamento).

8.5.2.15 Em casos pontuais podem ser inseridas vigas, nomeadamente nas fachadas (se os vãos entre pilares forem elevados) ou em casos nos quais se antevejam deformações

excessivas. Nesses casos, a definição implícita de painéis deve atender também ao respeito altimétrico da arquitectura - concretamente devem evitar-se vigas salientes em zonas amplas ou em outras zonas “nobres”.

8.5.3 Indicações especificas sobre lajes fungiformes

A inserção de painéis de lajes fica implicitamente definida pelos procedimentos anteriores, no entanto, na concepção das lajes devem atender-se às seguintes indicações específicas:

8.5.3.1 Na fase de concepção de lajes fungiformes aligeiradas devem ser conhecidas soluções base dos esquemas construtivos, reflectindo o conhecimento prévio de relações entre

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alturas das lajes, alturas de camadas de compressão, afastamento das nervuras e vãos máximos indicados. Para esse efeito podem recorrer-se a tabelas de oferecidas por agentes do mercado.

8.5.3.2 Em lajes fungiformes aligeiradas sujeitas a cargas lineares importantes podem inserir-se bandas maciças (vigas embebidas) para melhorar o desempenho das mesmas (redução de deformações).

8.5.3.3 A inserção de bandas maciças (vigas embebidas) também pode ser usada como uma medida para reduzir deformações em painéis.

8.5.3.4 Na fase de concepção de lajes fungiformes aligeiradas devem ser idealizadas (ou mesmo esquiçadas) soluções base de implantação de aligeiramentos.

8.5.3.5 Em lajes maciças reforçadas com capiteis a inserção de capiteis deve compreender uma avaliação prévia de dimensões em planta e altura.

8.5.3.6 Os negativos circulares centrados com os páineis (nos vãos) são inócuos para as lajes, apesar de na generalidade dos casos tal não ser possível, sempre que o for, devem procurar-se que os negativos de aproximem dessa localização e morfologia.

8.5.3.7 As lajes aligeiradas têm rigidez relativamente alta, mesmo assim, em zonas com elevada concentração de esforços, por exemplo junto de núcleos resistentes ou junto de negativos, é frequente inserirem-se zonas maciças.

8.5.3.8 Dependendo das decisões de coordenação geral (arquitectura – instalações hidráulicas – estrutura) podem ser inseridos painéis de lajes desnivelados para acomodar equipamentos hidráulicos, ou outros. Essa opção pode condicionar a implantação de painéis e respectiva direcção de funcionamento.

8.6 INDICAÇÕES PARA VIABILIZAÇÃO DO CONTRAVENTAMENTO DA ESTRUTURA

GLOBAL

8.6.1 A planta estrutural deve procurar assegurar um comportamento adequado à torção devendo ter uma inserção equilibrada dos elementos principais de contraventamento:

a)

b)

Sempre que possível, as plantas estruturais devem ser equilibradas a) de forma a evitar efeitos de torção, porventura gravosos b)

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Implantação criteriosa de paredes

8.6.2 A inserção dos núcleos de betão e de outros elementos de contraventamento importantes deve assegurar a transmissão de esforços entre estes e a restante estrutura.

Sempre que possível devem evitar-se núcleos de contraventamento salientes dos edifícios de forma a evitar problemas nas ligações

8.6.3 Se a inserção de paredes ou núcleos resistentes for insuficiente, pode adoptar-se a inserção de vigas de elevada rigidez para reduzir deformabilidade horizontal [1]:

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8.6.4 Em alternativa, se a inserção de paredes ou núcleos resistentes for insuficiente, e se tal for compatível com a arquitectura, podem inserir-se sistemas de contraventamento nos pórticos (preferencialmente nos pórticos das fachadas) [1]:

TRAVAMENTO EM X TRAVAMENTO EM N TRAVAMENTO EM W

TRAVAMENTO EM K TRAVAMENTO EM V TRAVAMENTO EM "JOELHO"

Exemplos típicos de estruturas de contraventamento

8.6.5 Complementarmente, em edifícios com considerável susceptibilidade ao efeito de acções horizontais poderão ser tomadas medidas para minimizar essa susceptibilidade: [1]: 8.6.5.1 Relativamente ao Vento – sugerir formas aerodinâmicas aos Arquitectos (edifícios altos) 8.6.5.2 Relativamente ao Sismo – evitar massas a cotas altas (p. ex. reservatórios); procurar

reduzir massa estrutural (optimizar lajes); evitar rigidez excessiva

8.6.5.3 Relativamente a Impulsos de terras - evitar juntas em caves; procurar soluções “autocompensáveis”

8.6.5.4 Relativamente a Acções acidentais – evitar pilares em zonas de circulação (reduzir exposição a possíveis embates)

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8.6.6 A solução de contraventamento deve ser pensada viabilizando as respectivas fundações. Podendo ser vantajoso assegurar esforços axiais mais elevados (para reduzir a

excentricidade) ou realizar caves para assegurar encastramento do edifício no solo:

Solução para garantir esforços axiais elevados nos núcleos de contraventamento (b) evita eventuais problemas de excentricidades excessivas nas fundações dos núcleos a)

A existência de caves permite que as lajes enterradas (devidamente estudadas) reduzam significativamente os momentos flectores nas fundações dos núcleos de contraventamento.

8.6.7 Em edifícios com dimensões apreciáveis (normalmente mais de 30 m) a solução de contraventamento deve ser pensada atendendo aos efeitos das deformações impostas, nomeadamente variações térmicas e retracção:

Sempre que possível, devem evitar-se excentricidades permanentes e esforços de corte elevados (devidos à retracção) nos núcleos de contraventamento a) o que pode ser reduzido aproximando os núcleos de

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8.6.8 Não é aconselhável que as lajes sejam armadas todas na mesma direcção. Nas figuras seguintes são ilustradas soluções adequadas e uma solução não adequada.

Planta do Piso Tipo Solução desequilibrada numa direcção

Solução equilibrada – recorrer a vigas embebidas para compensar deficiente contraventamento numa das direcções (usar programas com cálculo global 3d para verificar) 8.6.9 Em edifícios altos é necessária a consideração não só de novos materiais (elementos em

aço ou peças mistas) como a consideração de outro tipo de plantas estruturais, nomeadamente as estruturas em tubo.

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Plantas estruturais tipo de edifícios altos

8.7 VIABILIZAÇÃO DE PAREDES DE CONTENÇÃO

A viabilização das paredes de contenção é frequentemente uma tarefa crítica da concepção, podendo levantar problemas complexos em fases posteriores de projecto, ou mesmo em obra, se não for adequadamente conduzida. Os problemas mais relevantes são ultrapassados pela

verificação dos pontos seguintes:

8.7.1 Garantir que todos os painéis têm vãos compatíveis (flexão e esforço transverso). Vãos verticais da

ordem de 3m normalmente são viáveis. Quando há caves profundas ou vão superiores podem ser necessários contrafortes ou outros elementos verticais rígidos para tornar bidimensional o

funcionamento dos referidos painéis.

8.7.2 A verificação anterior deve merecer particular cuidado em zonas com rampas periféricas ou aberturas

periféricas.

8.7.3 Garantir que os elementos que os sustentam estão devidamente apoiados – havendo caminhos de

forças, bem analisados, até às fundações (ou até outras paredes de contenção).

8.7.4 Garantir que não há possibilidade de escorregamentos globais (implicando o movimento de outros

elementos estruturais ou a sua rotura).

8.8 VIABILIZAÇÃO DE LAJES TÉRREAS

A viabilização das lajes térreas é automática desde que não existam níveis freáticos elevados e desde que o solo tenha características mecânicas mínimas. Nesse caso a laje térrea é flutuante e desligada de todos os elementos verticais e o seu desempenho apenas depende da correcta pormenorização e inserção de juntas. Se assim não for devem ser considerados os seguintes pontos:

8.8.1 Garantir que o sistema de bombagem é capaz de evitar pressões de levantamento.

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8.8.3 Se os pontos anteriores não forem assegurados, dimensionar a laje térrea com continuidade com os elementos verticais – esse tipo de laje térrea é dimensionada para pressões descendentes e

ascendentes. O edifício funciona de algum modo como “um barco”. O custo desta solução é muito relevante.

8.8.4 Em ambos os casos anteriores deve ser estudada, desde início e com particular cuidado, a solução de

camada de brita a adoptar sob a referida laje térrea (características e espessura).

8.9 VIABILIZAÇÃO DE OUTROS ELEMENTOS ESTRUTURAIS

O processo de concepção torna-se mais robusto e eficaz se for completo. Assim, não devem deixar de ser analisados elementos estruturais complementares como escadas, rampas, platibandas ou mesmo (se tal se justificar) estruturas de travamento de panos de alvenaria importantes. As regras gerais de “viabilização” são semelhantes às anteriormente preconizadas - os vãos correntes de escadas e rampas são semelhantes aos vãos de lajes e os vãos correntes de platibandas (p. ex.) são semelhantes aos vãos de vigas. Em todo o caso, em ambos os casos devem ser atendidos os seguintes pontos:

8.9.1 Identificação de pelo menos um sistema estrutural que viabilize o elemento estrutural em causa.

8.9.2 Análise de efeitos parasitas que possam ser criados por esses elementos (por exemplo, por vezes

excesso de rigidez pode gerar fissuração).

8.9.3 Verificar se os sistemas estruturais idealizados conduzem os esforços para elementos capazes de os

(36)

9 PRÉ-DIMENSIONAMENTO

9.1 SÍNTESE

9.1.1 Pressupostos: o pré-dimensionamento é levado a cabo depois de terem sido definidos a geometria da estrutura, os sistemas estruturais e os materiais.

9.1.2 Objectivos: o pré-dimensionamento tem como objectivo a caracterização geométrica das secções dos elementos estruturais de forma a ser possível iniciar a modelação e,

consequentemente, todo o processo de cálculo.

9.1.3 Procedimento: o pré-dimensionamento é um processo iterativo na medida em que a fixação de dimensões de certos elementos pode conduzir a revisão do pré-dimensionamento de outros elementos.

9.1.4 Importância: o pré-dimensionamento dificilmente “é errado” – pode é ser mais ou menos adequado. No entanto é um processo importante na medida em que pode condicionar todas as fases subsequentes.

9.1.5 Homogeneização: a homogeneização das dimensões deve ser em cada caso criteriosamente ponderada, devendo ser atendidos aspectos como a facilidade de preparação de obra, a redução de erros de obra e os custos de cofragens, mas por outro, para evitar

homogeneização excessiva, deve-se atender aos custos dos materiais.

9.2 ASPECTOS GERAIS

9.2.1 Ordem de procedimentos – o pré-dimensionamento deve ser elaborado compreendendo os caminhos da forças, ou seja, deve ser estabelecida uma ordem que se inicie

preferencialmente pelos elementos “extremos” (que não sustentam nenhum elemento) até aos elementos fundamentais que sustentam “todos os outros” – de uma forma simplista, é normal seguir-se a ordem lajes-vigas-pilares.

9.2.2 Frequentemente na fase de pré-dimensionamento são detectados problemas que de alguma forma questionam a concepção (anteriormente realizada) – isso é normal, devendo-se nessas circunstâncias reavaliar e se necessário alterar decisões anteriores.

9.2.3 “Pré-pré-dimensionamento” – nos casos das lajes e das vigas (e de outros elementos semelhantes) é comum ser necessário estabelecer dimensões prévias antes de iniciar o processo de pré-dimensionamento propriamente dito, pois o peso próprio (que inicialmente é desconhecido) é relevante para a quantificação de acções. Para esse efeito, em estruturas com cargas correntes podem adoptar-se as seguintes regras indicativas (claramente empíricas):

(37)

Tipo de elemento Altura Peso

Lajes aligeiradas de vigotas L/20 a L/25 0.5 x 25 x h kN/m2 Lajes Maciças Unidireccionais L/22 a L/28 25 x h kN/m2 Lajes Maciças Bidirecionais L/35 a L/40 25 x h kN/m2 Lajes Fungiformes aligeiradas L/18 a L/22 0.6 x 25 x h kN/m2 Lajes Fungiformes Maciças L/20 a L/25 25 x h kN/m2 Lajes Fungiformes Maciças com capíteis salientes L/35 a L/40 25 x h kN/m2 Vigas salientes (muito dependente da carga) L/10 a L/14 10 x h kN/m

9.2.4 Valores de referência a fixar: sem prejuízo de no cálculo de estruturas ser necessário todo o rigor, o projectista deve ter sempre presente “ordens de grandeza” razoáveis admissíveis para as diversas grandezas que ao longo do projecto vai avaliando. Para esse efeito são úteis os seguintes valores de ordens de grandeza meramente indicativos:

Grandezas

Ordens de grandeza comuns (serviço) Peso de uma laje de habitação (incluindo peso

próprio, revestimentos, divisórias, sobrecargas) 1 ton/m2 (10 kN/m2)

Acção do Vento numa fachada num edifício de

pequeno porte (< 6 pisos) dezenas de toneladas

Acção do Vento numa fachada num edifício de médio porte (< 12 pisos)

perto de uma ou duas centenas de toneladas Carga numa fundação com área de influência Ai

num edifício de n pisos nx Ai ton

Carga num pilar central de um edifício de pequeno porte (< 6 pisos)

Até uma ou duas centenas de toneladas Carga num pilar central de um edifício de

pequeno porte (< 12 pisos)

Várias centenas de toneladas Corte (esforço transverso máximo) numa viga

interior de dimensão média num edifício de habitação

Uma ou duas dezenas de toneladas

Peso dos elementos verticais (pilares e paredes)

por piso 0.15 ton/m2

9.2.5 No pré-dimensionamento (ao contrário do dimensionamento) não é imprescindível percorrer exaustivamente todos os elementos estruturais – por exemplo – para pré-dimensionar a laje de um piso basta pré-dimensionar os painéis mais condicionantes e os mais recorrentes –

painéis representativos - (sendo que os outros serão definidos por afinidade). O mesmo se

pode aplicar a outros elementos estruturais. Este princípio pressupõe experiência, pelo que num trabalho académico pode ser prudente realizar um pré-dimensionamento generalizado.

9.3 LAJES

9.3.1 Em qualquer tipo de lajes um dos parâmetros fundamentais do pré-dimensionamento é a deformação. Em edifícios de habitação deve assegurar-se valores de flechas diferidas inferiores a L/400, ou preferencialmente, a L/500.

(38)

9.3.2 O segundo parâmetro, tipicamente, mais condicionante para o pré-dimensionamento de lajes é o momento reduzido nas zonas de momentos flectores máximos. Devem procurar-se que este valor assuma valores próximos de 0.10 a 0.15 em lajes maciças e próximos de 0.20 a 0.25 para lajes nervuradas.

9.3.3 Lajes Aligeiradas de Vigotas – o pré-dimensionamento de lajes aligeiradas de vigotas, pela simplicidade que envolve, é um procedimento praticamente idêntico ao dimensionamento: (1) quantificam-se cargas; (2) idealiza-se o modelo; (3) quantificam-se esforços e deformações; (4) com base na informação de potenciais fornecedores, seleccionam-se tipos de lajes, em função dos esforços e deformações avaliados, e verifica-se a respectiva segurança.

9.3.4 Lajes Maciças Unidireccionais e Bidirecionais – para os painéis representativos e com base em modelos simplificados ou em tabelas avaliar deformações e valores máximos de

momentos flectores procurando cumprir critérios de deformação e de flexão anteriormente indicados.

9.3.5 Lajes Fungiformes

9.3.5.1.1 O Pré-dimensionamento de lajes fungiformes aligeiradas pressupõe a verificação prévia das soluções base dos esquemas construtivos, reflectindo o conhecimento prévio de relações entre alturas das lajes, alturas de camadas de compressão, afastamento das nervuras e vãos máximos indicados. Para esse efeito podem recorrer-se a tabelas de oferecidas por agentes do mercado e confirmar as opções da fase de concepção. 9.3.5.2 Para os painéis representativos e com base em modelos simplificados - com pórticos

equivalentes ou com modelos parciais de elementos finitos - avaliar deformações e valores máximos de momentos flectores procurando cumprir critérios de deformação e de flexão anteriormente indicados.

9.3.5.3 Proceder a uma avaliação simplificada de esforços de punçoamento e avaliar viabilidade dos painéis representativos. A opção de admitir armaduras de punçoamento como solução generalizada não é normalmente muito económica, podendo ser razoável, no entanto, recorrer pontualmente a essa solução nos casos mais críticos. Caso estejam previstos capitéis, aplica-se o mesmo raciocínio sendo que a respectiva espessura pode ser estudada para que os reforços com armadura sejam pontuais.

9.3.6 Avançados, varandas, consolas – o aspecto vital do pré-dimensionamento deste tipo de elementos é a deformação – por isso devem ser desenvolvidos modelos adequados (mesmo que simples) e devem ser avaliadas as deformações assegurando deformações de acordo com prescrições regulamentares (se possível folgadamente). Elementos laminares em consola tem tipicamente espessuras da ordem de L/10.

(39)

9.4 VIGAS

9.4.1 Em geral nas vigas “altas” (com “talão” ou “cutelo” aparente) a deformação não é um dos parâmetros condicionantes do pré-dimensionamento. Contrariamente no caso de vigas embebidas a deformação é condicionante (podendo inviabilizar a própria solução) devendo ser convenientemente avaliada na fase de pré-dimensionamento. Em edifícios de habitação deve assegurar-se valores de flechas diferidas inferiores a L/400, ou preferencialmente, a L/500, devendo-se atender simultaneamente às deformações das lajes pelas vigas sustentadas.

9.4.2 O parâmetro, tipicamente, mais condicionante para o pré-dimensionamento de vigas é o momento reduzido nas zonas de momentos flectores máximos. Devem procurar-se que este valor assuma valores próximos de 0.20 a 0.25.

9.4.3 O esforço transverso não é normalmente condicionante, mas deverá ser impreterivelmente verificado em vigas com vãos curtos e cargas elevadas. Dada a simplicidade de automatizar verificações, é comum verificar-se a adequabilidade do pré-dimensionamento em todas as vigas (nas secções críticas) com base nas dimensões obtidas seguindo os passos anteriores.

9.5 ESCADAS E RAMPAS – aplicam-se as regras propostas para as lajes maciças (ou para as

vigas no caso de “degraus activos”) com as particularidades de (1) ser necessário de calcular esforços atendendo ás inclinações e (2) no caso das escadas atender ao peso próprio dos degraus na quantificação de acções.

9.6 PILARES – o pré-dimensionamento pode ser efectuado determinando uma secção com área

c

A

que verifique a expressão seguinte (podendo a forma ou uma das dimensões ser condicionadas

pela arquitectura):

(

fcd

fsyd

)

A

psdi

Ai

fp

_c n i

×

+

×

≤

×

∑

=

ρ

85 .

0

1 (1) Onde:

n é o número de pisos acima da secção a pré-dimensionar;

Ai

e

psdi

são respectivamente a área de influência e a carga distribuída (de cálculo) do piso i;

fcd

e

fsyd

são respectivamente as tensões máximas de cálculo do betão e do aço;