Projeto Estrutural de um Edifício em Betão Armado Luís Manuel Cardoso da Cruz “Projeto apresentado no Instituto Superior de Engenharia do Porto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil no Ramo de Estruturas” Orientadora Engª Isabel Teles Novembro 2013 II Agradecimentos Ao longo do ano letivo 2012/13, durante a realização da disciplina de DIPRE (Dissertação/ Projeto/ Estágio), foi-me possível contar com o incansável apoio de diversas pessoas, nomeadamente:  Exma. Engenheira Isabel Teles, que no âmbito de minha orientadora, desempenhou um papel excecional, estando sempre disponível para dúvidas e conselhos acerca de decisões futuras;  Exmo. Engenheiro Diogo Ribeiro, que se mostrou sempre disponível para ajudar e estabelecer contactos numa fase em que o projeto poderia ter tomado outro rumo;  Gabinete de Arquitetura NSEO, mais propriamente ao Sr. Arquiteto Manuel Varela e a Srª. Arquiteta Sílvia Novo pela cedência do projeto de arquitetura;  Pais, irmã e amigos por todo o apoio moral dado ao longo deste período. III IV Resumo O presente projeto foi elaborado no âmbito da disciplina de DIPRE (Dissertação/ Projeto/ Estágio) referente ao Mestrado em Engenharia Civil do Ramo de Estruturas, no decorrer do ano letivo de 2012/13. A elaboração do projeto teve início em Dezembro, uma vez que até lá foi necessário escolher orientador, tema e projeto de arquitetura. Inicialmente os avanços foram reduzidos dado que foi necessário aprender a metodologia de uso de um programa de cálculo de raiz. A escolha do uso do programa TRICALC foi aconselhado pela Engenheira Isabel Teles, conselho esse que foi aceite com todo o gosto. Com o presente trabalho demonstram-se algumas etapas no desenvolvimento de um projeto de estabilidade de um edifício com 14 pisos, desde a análise de projeto de arquitetura que serviu de base, à fase final de produção de peças desenhadas, passando pelo moroso processo de dimensionamento e otimização de elementos estruturais. Palavras-chave Estabilidade; Programa TRICALC; Estruturas. V VI Abstract The current project was developed in regard of the discipline DIPRE (Dissertation / Project / Internship) for the Master of Civil Engineering Structures Branch, during the academic year 2012/13. The drafting of the project began in December, because there was the need to choose a tutor, theme, and architectural project. Initially, there weren't many advances since it was necessary to learn the methodology of using a calculation program from scratch. The final choice of using the TRICALC program was advised by Engineer Isabel Teles, which was accepted with great pleasure, since it was a privilege to have the opportunity of learning its operation with a person who has the complete mastery in the field. The project shows some steps of a stability project of a 14 floors building, since the architectural project analysis to the final phase of drawn elements. The project also gone through the slow process of pre-sizing and optimizing structural elements. Keywords Stability; TRICALC Software; Structures VII VIII Índice Índice de figuras ...............................................................................................................XI Índice de tabelas ............................................................................................................ XV Índice de anexos ........................................................................................................... XVII 1 Introdução ................................................................................................................ 23 2 Apresentação do projeto de arquitetura .................................................................... 25 3 Soluções Estruturais .................................................................................................. 29 3.1 Introdução ........................................................................................................................ 29 3.2 Lajes .................................................................................................................................. 30 3.2.1 Lajes Fungiformes ..................................................................................................... 30 3.2.2 Lajes aligeiradas de vigotas ...................................................................................... 36 3.2.3 Opções escolhidas .................................................................................................... 37 4 Ferramenta de cálculo ............................................................................................... 41 5 Metodologia de elaboração de um projeto estrutural ................................................. 43 5.1 Especificidades do edifício ............................................................................................... 43 5.2 Regulamentação utilizada ................................................................................................ 46 5.3 Materiais a utilizar ............................................................................................................ 47 5.4 Dimensionamento de elementos estruturais sem recurso ao programa TRICALC .......... 48 5.4.1 Lajes Aligeiradas de vigotas ...................................................................................... 48 5.4.2 Lajes Maciças ............................................................................................................ 54 5.4.3 Lajes de varanda ....................................................................................................... 55 5.4.4 Lajes de Escadas ....................................................................................................... 57 5.5 Pré-dimensionamento...................................................................................................... 66 5.5.1 Vigas ......................................................................................................................... 67 5.5.2 Pilares ....................................................................................................................... 71 5.5.3 Estrutura metálica .................................................................................................... 73 6 Dimensionamento com o programa TRICALC .......................................................... 83 6.1 Modelação da estrutura ................................................................................................... 83 6.2 Ações horizontais atuantes no edifício ............................................................................ 86 IX 6.2.1 Ação do vento .......................................................................................................... 86 6.2.2 Ação Sísmica ............................................................................................................. 89 6.2.3 Análise de estruturas de edifícios sob ações horizontais ......................................... 92 6.2.4 Muro de cave............................................................................................................ 93 6.3 Mobilidade da estrutura .................................................................................................. 95 6.4 Análise de resultados ....................................................................................................... 97 6.4.1 Rearranjo das armaduras ......................................................................................... 98 6.4.2 Ações atuantes ....................................................................................................... 102 6.4.3 Deformações .......................................................................................................... 105 6.4.4 Ação sísmica ........................................................................................................... 109 6.4.5 Peças desenhadas .................................................................................................. 115 7 Conclusão................................................................................................................ 117 X