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ENGENHARIA CIVIL - ANO 2014/2015

PROJETO DE ENGENHARIA

CIVIL

1ª Fase: PRÉ-DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL

Docente:

João Veludo

Trabalho elaborado por:

Arménio Rito Vieira, nº 2100230

Susana Ribeiro, n.º 2110421

Projeto de Engenharia Civil Pág. 2 de 11

Arménio Rito Vieira n.º 2101053 Susana Ribeiro, nº 2110421

DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE

Os autores deste relatório declaram que o conteúdo do mesmo é da sua autoria

e não constituí cópia parcial ou integral de trabalhos de outros autores.

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…………………………………………………………………………………..…

O não cumprimento está sujeito a sanção disciplinar conforme previsto no artigo 134.º do Estatutos do

IPL.



ÍNDICE

DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE............................................................................................................ 2

1 DESCRIÇÃO DO TRABALHO .................................................................................................................. 4

1.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................ 4

1.2 OBJETIVO ................................................................................................................................................. 4

2 LOCALIZAÇÃO / DESCRIÇÃO DO EDIFÍCIO. .................................................................................... 4

3 CONDICIONANTES .................................................................................................................................... 5

4 MATERIAIS E CLASSE DE EXPOSIÇÃO. .............................................................................................. 6

5 PRÉ-DIMENSIONAMENTO. ..................................................................................................................... 7

5.1 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE LAJES. .......................................................................................................... 7

5.2 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE VIGAS. ......................................................................................................... 7

5.3 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PILARES. ...................................................................................................... 8

5.4 PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA PAREDE DE CONTENÇÃO. ............................................................................. 8

6 QUANTIFICAÇÕES DE AÇÕES. .............................................................................................................. 8

6.1 AÇÕES PERMANENTES E SOBRECARGAS. .................................................................................................. 8

6.2 COMBINAÇÕES DE AÇÕES ......................................................................................................................... 9

7 PROPOSTA ESTRUTURAL DO EDIFÍCIO. .......................................................................................... 10

8 CONCLUSÃO ............................................................................................................................................. 10

9 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................................... 10

10 ANEXOS .................................................................................................................................................. 11

Índice de Figuras

Figura 1- Localização de Edifício ............................................................................................................ 5

Figura 2 - Planta de Implantação ............................................................................................................ 5

Índice de Tabelas

Tabela 1 – Resumo de Geometria de Lajes ........................................................................................... 9



1 Descrição do trabalho

1.1 Introdução

O presente trabalho foi efetuado no âmbito da unidade curricular de Projeto de Engenharia Civil,

unidade afeta ao segundo semestre do terceiro ano do curso de Licenciatura de Engenharia Civil da

Escola de Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria.

Nesta 1ª fase do trabalho, foi efetuado o pré-dimensionamento estrutural em betão armado de

um edifício habitacional tendo por base o projeto da especialidade de arquitetura fornecido em suporte

digital (formato dwg), e a localização do edifício e respetivo tipo de solo existente no local.

A informação fornecida no suporte digital permitiu-nos, ter a noção da geometria do edifício,

cércea, número de pisos e demais pormenores.

No estudo do pré-dimensionamento utilizou-se o software AutoCad da Autodesk de modo a

representar os elementos estruturais pré-dimensionados e sua localização sobre a arquitetura do

edifício.

1.2 Objetivo

O principal objetivo deste trabalho é a aplicação dos conceitos lecionados na unidade curricular

de Projeto, e outras unidades curriculares complementares da licenciatura de Engenharia Civil, com a

finalidade de serem apreendidos os conhecimentos necessários ao pré-dimensionamento de um

edifício, tendo em conta os elementos fornecidos, condicionantes do local de construção da obra,

legislação a aplicar, assim como ganhar a capacidade de desenvolver espirito crítico na aplicação de

regras de boas práticas de execução.

2 Localização / Descrição do Edifício.

O Edifício que iremos pré-dimensionar está inserido num loteamento, lote 19, na cidade de

Beja, concelho e distrito de Beja (figura 1) com a fachada principal orientada a Sul.

Verificou-se pelas peças desenhadas fornecidas da especialidade de arquitetura (planta de

implantação, figura 2) que o lote está confinado a nascente com o lote 18, onde se situa outro edifício

do qual se tem a informação da sua geometria a nível de implantação, más se desconhece, o seu uso,

tipologia, número de pisos abaixo e acima da cota do arruamento e respetiva cércea.

O edifício a pré-dimensionar confina do Norte e do Sul com zona de passeio seguido de

estacionamento para veículos ligeiros e respetivo arruamento, e do Poente com domínio público (zona

de circulação pedonal).



Figura 1- Localização de Edifício

Figura 2 - Planta de Implantação

A utilização do edifício consta no piso -1 de zona de estacionamento afeta aos pisos

habitacionais e dos pisos 0, 1, 2 e 3 de zona habitacional.

Os pisos de habitação não têm todos a mesma tipologia, sendo que o piso 0 é constituído por

um apartamento do tipo T1, um apartamento do tipo T2 e um apartamento do tipo T3, enquanto nos

pisos 1,2 e 3, constam (por piso) um apartamento do tipo T1 e dois apartamentos do tipo T3. Cada

apartamento é constituído por cozinha, sala comum, quarto com wc privada, um ou dois quartos, WC,

e hall de entrada, sendo ainda de assinalar que os apartamentos do piso 0 têm acesso a um terraço de

carater privado às frações que com ele confinam.

A cobertura do edifício é plana e acessível.

3 Condicionantes

Foram identificados alguns aspetos a ter em consideração como condicionantes que

seguidamente se identificam:

Condicionantes geográficas – Localização entre o centro e Sul do país, Distrito de Beja.

Condicionantes geotécnicas – De acordo com a informação dada, o solo existente no local e

argila dura.

Condicionantes de implantação – Existe uma construção contígua do lado Nascente

desconhecendo-se o número de pisos abaixo e acima do arruamento e respetiva cércea.

Condicionantes arquitetónicas – Tiveram de ser consideradas algumas caraterísticas da

arquitetura, das quais diferenças na configuração dos apartamentos entre o piso 0 e os restantes

pisos condicionando a localização dos pilares.



4 Materiais e Classe de Exposição.

De acordo com a norma E464-2005, devido a localização do edifício, podíamos utilizar um

betão da classe de resistência e classe de exposição (para betão armado em ambiente muito seco),

inferior a classe de resistência C30/37 e classe de exposição XC3 com recobrimento de 3,5 cm de

espessura, de modo a permitir no pré-dimensionamento, a utilização de secções de pilares de menor

dimensão que melhor se adaptam a arquitetura do edifício, conseguindo assim, fazer face a elevada

compressão nos pilares e reduzir a respetiva secção.

No betão utilizados nas lajes e vigas poderíamos utilizar um betão da classe de resistência

C25/30 e classe de exposição XC1, no entanto verificou-se no pré-dimensionamento da laje que para

fazer face ao problema de punçoamento na zona dos pilares que a opção ideal era o betão da classe

de resistência C30/37 com recobrimento de 3,5 cm de espessura, pelo que também adotamos esta

classe de betão para a betonagem das vigas por serem elementos betonados em simultâneo com as

lajes.

O aço utilizado no pré-dimensionamento foi o A500NR, por apresentar uma tensão de cedência

mais elevada e maior ductilidade.

Conforme estipulado pela norma E 217-1968 (2.3.2), considerando o nosso solo de fundação

constituído por argila dura (solo coerente duro (2.3.3.3)) adotou-se uma tensão admissível ao corte do

solo entre 0,5-1 kgf/cm2, correspondendo aproximadamente a 100 Kpa.

O valor da Tensão admissível do solo, assim como a existência de nível freático, deverão ser

verificados através da realização de ensaio geotécnico efetuado localmente antes do início da obra.

Como revestimento exterior de fachadas, foi adotado o sistema Capoto devido a permitir uma

menor espessura da alvenaria exterior, diminuindo assim o peso próprio da parede, conseguida apenas

com a aplicação de um pano de alvenaria em tijolo cerâmico 30x20x22 e permitindo um bom

desempenho térmico através da aplicação de isolamento térmico do tipo EPS com 4 cm de espessura

colado à parede de alvenaria pelo exterior, com a aplicação de um revestimento exterior com 2 cm de

espessura reforçado com rede de fibra de vidro é proporcionando uma boa proteção mecânica neste

tipo de material.

Como revestimento da cobertura plana foi considerado a aplicação de ladrilho cerâmico de cor

clara aplicado sobre uma camada de betonilha de 3,5 cm de espessura, assente sobre 4 cm de EPS,

colocado por sua vez sobre a tela impermeabilizante.

A descrição referente à composição dos elementos, espessuras de materiais e respetivos

pesos próprios considerados serão juntos em anexo no documento de quantificação de cargas.



5 Pré-dimensionamento.

5.1 Pré-dimensionamento de lajes.

No pré-dimensionamento das lajes, foi adotado dois tipos de lajes:

Laje fungiforme aligeirada

Optamos por este tipo de laje por o nosso maior vão (6,62 m) ser inferior a 7,00 m (máximo

admitido para este tipo de laje), aplicando a seguinte expressão para o seu pré-dimensionamento onde

adotamos um quociente de 25, resultando uma laje com 0,30 m de espessura.

h ≥� ��

25 � 30

Laje maciça vigada

Optamos por este tipo de laje numa zona do piso 0 devido aos vãos serem relativamente

pequenos e este tipo de laje permitir espessuras menores, aplicando a seguinte expressão para o seu

pré-dimensionamento onde adotamos um quociente de 25, resultando uma laje com 0,15 m de

espessura.

h ≥� ��

25 � 30

Laje em consola

Para o pré-dimensionamento das lajes em consola aplicamos a seguinte expressão adotando

um quociente de 10, resultando uma laje com 0,15 m de espessura.

h ≥� ��

8 � 10

Laje de escadas

No pré-dimensionamento de um vão de escada aplicamos a seguinte expressão adotando um

quociente de 25, resultando uma laje com 0,15 m de espessura.

h ≥� ��

25 � 30

5.2 Pré-dimensionamento de vigas.

No pré-dimensionamento das vigas aplicamos a seguinte expressão adotando um quociente de

10, para uma base de 0,20 m ou 0,25 m consoante o local onde se situam, e altura entre 0,25 m e 0,50

m conforme se pode verificar em anexo nas peças desenhadas e na tabela referente a geometria das

vigas.

h ≥�

10 � 12



5.3 Pré-dimensionamento de pilares.

No pré-dimensionamento dos pilares, foi necessário definir as áreas de influência de cada pilar

e de seguida, tendo em conta a sua geometria utilizar a seguinte expressão.

√�� ≥��

� . ��

Em que:

Ac – área de betão do pilar.

Nsd – cargas atuantes no pilar.

� – em pré-dimensionamento = 0,80.

fcd – depende da classe de betão.

As secções obtidas foram variadas (quadradas ou retangulares) conforme se pode verificar em

anexo nas peças desenhadas e na tabela referente ao pré-dimensionamento dos pilares.

As áreas de influência foram calculadas consoante o tipo de apoio de cada vão de viga, seja, 3/8 para

apoios apoiado-encastrado, e 1/2 para apoios encastrado-encastrado.

5.4 Pré-dimensionamento da parede de contenção.

No pré-dimensionamento da parede de contenção, optamos pela zona mais desfavorável do

edifício ao nível do piso -1, considerando a aplicação de uma sobrecarga uniformemente distribuída de

20KN/m2 de modo a traduzir o efeito da circulação de veículos sobre o elemento em caso de

necessidade.

Utilizou-se a teoria de Rankine para calcular os impulsos atuantes no estado de repouso na parede de

contenção.

6 Quantificações de Ações.

6.1 Ações permanentes e sobrecargas.

Nas ações permanentes respeitantes ao pré-dimensionamento foi considerado o peso próprio

dos elementos estruturais, peso do revestimento da cobertura, revestimento dos diversos pisos e ainda

revestimentos das fachadas.

A sua quantificação foi efetuada piso a piso e é apresentada em anexo no documento relativo a

geometria das lajes, do qual se apresenta um quadro resumo.



Tabela 1 – Resumo de Geometria de Lajes

Laje h (m) P.pro (KN/m2) Sob. (KN/m2)

Cobertura 0,30 10,225 2,00

Piso 3 0,30 13,243 2,00

Piso 2 0,30 13,243 2,00

Piso 1 0,30 13,243 2,00

Piso 0 0,30 13,243 2,00

Piso 0 0,15 12,073 3,00

Escada 0,15 11,506 3,00

Consola 0,15 11,043 2,00

Nas ações variáveis necessárias ao dimensionamento da estrutura considerou-se a aplicação

das sobrecargas regulamentares, de acordo com o ponto n.º 6 referente a sobrecargas em edifícios do

EC1 (Ações em estruturas).

De acordo com o quadro n.º 6.1 foi determinada a categoria do edifício em função do tipo de utilização,

tratando-se de um edifício de categoria A (habitação).

Após classificação da categoria de utilização foi efetuada a classificação da cobertura de acordo com

o tipo de acessibilidade, de acordo com o quadro 6.9 do EC1.1 (ações gerais), tendo-se considerado a

categoria I (coberturas acessíveis com utilização definida da categorias A a G – 2.0 KN/m2).

No pré-dimensionamento da viga teve-se em consideração a alternância de sobrecargas

tendo-se utilizado o software Ftool de modo a obter os esforços de dimensionamento associados aos

carregamentos mais desfavoráveis.

No pré-dimensionamento das lajes fungiformes aligeiradas, efetuou-se o controlo de

punçoamento utilizando a seguinte expressão:

��

μ. �≤ 1,0 Mpa

6.2 Combinações de ações

As combinações de ações utilizadas no dimensionamento foram determinadas de acordo com

o estipulado no EC 0.

Para efeitos de pré-dimensionamento foram verificadas as verificações aos estados limites

últimos e no caso de pilares também, efetuada a verificação aos estados limites de serviço, tendo em

consideração o efeito de fluência.

Foram efetuadas as combinações de ações para os Estados Limites Últimos conforme

estipulado no EC 0 e apresentado nas peças desenhadas.



7 Proposta estrutural do edifício.

A proposta estrutural que adotamos consiste numa estrutura porticada composta por elementos

verticais (pilares e paredes de betão armado) e elementos horizontais (vigas e lajes), com existência

de um núcleo em betão armado onde se situam os elementos que permitem o acesso entre pisos

(escada e elevadores).

O tipo de laje aplicada no edifício consta de lajes fungiformes aligeiradas armadas em duas

direções em todos os pisos do edifício e de laje maciça vigada no piso 0 na zona do terraço.

O pé-direito existente entre pisos permitiu-nos ganhar 0,10 m na altura de modo a aumentar a

altura da laje e permitir a utilização de laje fungiforme aligeirada.

Foram ainda, de acordo com as peças desenhadas da arquitetura, colocadas paredes resistentes

em determinados pontos do edifico devido ao bom desempenho deste tipo de elementos em relação

às ação do sismo.

8 Conclusão

Ao longo do trabalho foi surgindo algumas dúvidas de interpretação das peças desenhadas da

arquitetura fornecidas.

Na inexistência de pormenorização da constituição dos pisos e paredes, fomos obrigadas a

adotar diversos materiais e suas espessuras de modo a quantificar o peso próprio dos elementos.

O presente trabalho revelou-se bastante produtivo, obrigando-nos a pesquisar sobre os

diferentes tipos de materiais e suas características, a analisar a legislação aplicável e boas práticas

de execução.

Acima de tudo foi desenvolvido o espirito crítico em relação às várias condicionantes existentes

e às possíveis soluções a adotar para cada situação.

9 Bibliografia

Eurocódigo 0 – Base para projetos de Estruturas;

Eurocódigo 1 – Ações em estruturas – Parte 1.1 Ações Gerais e Parte 1.4 Ações do Vento;

Eurocódigo 2 – Projeto de estruturas de betão – Parte 1-1: regras gerais e regras para edifícios;

Tabelas Técnicas (J.S. Brazão Farinha e A. Correia dos Reis);

Norma E464 – 2005;

Norma E465 – 2005;

Norma E217 – 2005;

Apontamentos da unidade curricular de Projeto de Engenharia Civil;

Apontamentos da unidade curricular de Betão armado 1 e 2;

Apontamentos da unidade curricular de Mecânica de solos e fundações 2;

Fichas técnicas de alguns materiais utilizados;



10 Anexos

Quantificação de Cargas

Geometria de Lajes

Geometria de Vigas

Pré-dimensionamento de Pilares

Peças Desenhadas

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