Projecto de fundações e estrutura de um edifício de 4 pisos em Lisboa, destinado a habitação

O objectivo deste trabalho consiste na elaboração de um projecto de estruturas de um edifício, desde a fase de concepção estrutural até à fase de pormenorização, passando obviamente pelo dimensionamento. O trabalho foi motivo para aplicação dos conhecimentos adquiridos durante o curso, na prática de projecto de estruturas, nomeadamente na utilização da regulamentação europeia de estruturas que está para entrar em vigor. O projecto foi elaborado a partir do projecto base de arquitectura e diz respeito a um conjunto de 4 edifícios de habitação separados por junta de dilatação, a construir em Lisboa. A estrutura em betão armado constituída por lajes fungiformes maciças apoiadas em pilares, paredes de betão e vigas, foi analisada com recurso a um programa de cálculo automático de elementos finitos SAP 200 V14.2.4. Para a execução deste trabalho recorreu-se à regulamentação europeia, nomeadamente o Eurocódigo 0, o Eurocódigo 1, o Eurocódigo 2 e o Eurocódigo 8, na sua versão final de Norma Portuguesa. Os critérios de dimensionamento bem como as disposições construtivas relativas a armaduras de betão são detalhadamente referidos ao longo do trabalho. Embora a análise estrutural tenha sido efectuada para quatro edifícios, os desenhos de pormenorização de betão armado são apresentados relativamente apenas ao edifício Nº1. Optou-se por esta solução em virtude de os edifícios serem semelhantes.

Projecto de fundações e estrutura de um edifício

Trabalho de Projecto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Cálculo automático de estruturas: análise estrutural de lajes através do método dos elementos finitos

O principal objectivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um programa de cálculo automático de lajes baseado no método dos elementos finitos. Como introdução ao tema é efectuada uma análise da evolução das estruturas ao longo dos tempos, diferenciando os vários tipos de estruturas que existem. São explicitados os conceitos fundamentais da mecânica dos sólidos, bem como os vários tipos de análises estruturais, os tipos de elementos finitos mais utilizados, bem como a classificação dos diversos tipos de estruturas. Devido à importância que o método dos elementos finitos tem na engenharia actual, é apresentada uma breve descrição da sua evolução ao longo dos tempos. Como abordagem mais abrangente são apresentados os conceitos gerais do método, evoluindo depois para uma descrição mais pormenorizada, aplicado aos elementos de laje adoptados no programa de cálculo desenvolvido. As lajes podem ser modeladas através da teoria das lajes finas ou espessas, sendo apresentados os fundamentos teóricos e simplificações que sustentam estas duas abordagens. A validação do programa de cálculo elaborado nesta dissertação, é efectuado através de dois exemplos, um modelo simples e outro mais complexo onde se demonstram todas as potencialidades do programa. A validação é efectuada através da comparação dos resultados, obtidos pelo programa e por um programa de referência no cálculo estrutural, o SAP2000. O desenvolvimento deste trabalho tem um objectivo mais abrangente de no futuro, este módulo, poder ser incluído num pacote de cálculo estrutural alargado a outro tipo de estruturas. Com este pressuposto, foi efectuada uma descrição pormenorizada da organização do programa e das suas capacidades e desenvolvido um manual de utilização.

Simulação numérica do comportamento de lajes: aplicação do método dos elementos finitos a problemas tridimensionais de elasticidade linear usando o freeFEM++

O presente trabalho entende a dedução das Equações de Compatibilidade, Equilíbrio, bem como as Leis Constitutivas, de modo a resolver numericamente problemas de Elasticidade Linear formulados para Lajes de Betão. A solução numérica é obtida usando o Método dos Elementos Finitos, implementado em freeFEM++, e comparada com os resultados conseguidos no SAP2000 e com os dados tabelados nas Tabelas de Barès, validando-se desta forma os modelos implementados através do freeFEM++.

Projecto de estabilidade da Escola Superior de Enfermagem Artur Ravara

O presente trabalho, refere-se ao projecto de estabilidade, em betão armado e pré-esforçado, da Escola Superior de Enfermagem Artur Ravara, situada na zona da EXPO em Lisboa. O edifício apresenta-se com uma implantação em “L”, tendo como dimensões máximas 38,50m x 54,80m e desenvolve-se em altura por quatro pisos, dos quais, dois são enterrados. A estrutura do edifício em causa, apresenta duas juntas de dilatação, por forma a tornar desprezáveis os efeitos devidos à retracção e diminuição de temperatura, dividindo o edifício em três blocos. As suas fundações são indirectas, constituídas por estacas moldadas no terreno e respectivos maciços de encabeçamento. As lajes são fungiformes aligeiradas de moldes perdidos, de modo a permitir vencer maiores vãos, que variam entre os 6,60m e os 10,00m, e permitindo também maior rapidez de execução e maior economia. As consolas de 3,50m de vão, em laje maciça, são suportadas por vigas pré-esforçadas de secção variável. Para o cálculo automático da estrutura e da obtenção dos respectivos desenhos das armaduras, foi utilizado o programa de cálculo automático, Tricalc 7.1. O conteúdo do projecto em questão, sendo de carácter académico, não corresponde à versão real, à qual não se teve acesso. O dimensionamento das fundações, devido à fraca resistência dos solos e o dimensionamento da estrutura, devido à geometria e dimensões do edifício, permitiram enfrentar desafios interessantes. Tais desafios, deram possibilidade de enriquecer bastante os conhecimentos sobre a engenharia de estruturas.

Projecto de execução do centro comercial Mercado da Praia: Cidade da Praia: Cabo Verde

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Projecto de fundações e estrutura destinado a um hotel

O objectivo da realização deste trabalho, foi a aplicação dos conceitos aprendidos ao longo da licenciatura em Engenharia Civil, e mais aprofundados no Mestrado no perfil de Estrutura, desenvolvendo as capacidades de análise no domínio da engenharia civil associadas ao projecto de estruturas, tendo sempre em vista que o produto final seria um projecto apto a seguir para obra e ser executado. Tendo como base as características arquitectónicas do edifício e as geotécnicas do local de implantação deste, foi elaborado um projecto de um edifício com estrutura em betão armado, utilizando pré-esforço em lajes de maiores vãos. Para tal, foram aplicados conhecimentos adquiridos no âmbito do estudo do betão estrutural, da mecânica dos materiais, da engenharia sísmica, da dinâmica de estruturas e de dimensionamento de fundações. Para a análise estrutural do edifício foi utilizado o programa de cálculo automático SAP2000, bem como o programa de FAGUS para o cálculo de armaduras. Foi efectuado um vasto trabalho, quer na agregação de elementos teóricos de base para o projecto, tais como regulamentos, eurocódigos e bibliografia diversa, quer na comparação com construções similares. As hipóteses de dimensionamento que foram sendo consideradas tiveram sempre o objectivo de obter a melhor solução, traduzida na melhor custo/qualidade.

Estudo de viadutos rodoviários com vigas pré-fabricadas pré-esforçadas

O presente documento relata o trabalho desenvolvido pelo estagiário durante o período do seu estágio curricular, no âmbito da elaboração de projectos de estruturas de betão armado e pré-esforçado. Foi um trabalho que contribuiu para o aumento do seu leque de conhecimentos, criando a oportunidade de aplicá-los em casos reais, neste caso de viadutos rodoviários. Tratam-se e obras de arte constituídas por tabuleiros estruturalmente contínuos, formadas por vigas pré-fabricadas e pré-esforçadas e complementadas por uma camada de betão aplicado em obra. Têm a particularidade e a vantagem de a continuidade sobre os apoios intermédios ser realizada sem o recurso à aplicação de pós-esforço de continuidade. Esta é garantida utilizando apenas o betão armado. Durante a execução destes projectos, houve a oportunidade de simular, estudar e compreender todas as fases construtivas pelas quais as estruturas irão passar, até chegar à fase de serviço, que prolongar-se-á durante toda a sua vida útil. Mais concretamente, compreendeu-se a aplicação das diversas acções actuantes, permanentes e variáveis, assim como a evolução temporal dos diversos esforços internos, as tensões instaladas nos diversos elementos estruturais e as deformações consequentes. Serão mencionados os métodos de cálculo utilizados para dimensionar os diferentes elementos estruturais constituintes deste tipo de obra de arte, passando também pela descrição dos modelos de cálculo utilizados no cálculo automático. Os elementos estruturais analisados foram o tabuleiro, pilares, carlingas, encontros, fundações e lajes de transição. Determinaram-se também as características dos equipamentos acessórios, isto é, os aparelhos de apoio e juntas de dilatação.

Um edifício: várias soluções técnicas de fundações superficiais

Neste trabalho foi desenvolvido um estudo, no âmbito das fundações superficiais. Assim, considerou-se um edifício e a partir das suas características e do tipo de solo apresentaram-se várias soluções técnicas para a sua fundação. A sapata, após uma primeira análise resultou inviável devido à sua proximidade observando-se que a área das mesmas eram superiores a 50% da área de implantação do edifício. As soluções técnicas estudadas foram: vigas de fundação, ensoleiramento geral com altura constante e ensoleiramento geral vigiado. Nos dimensionamentos foram considerados os regulamentos - R.S.A., R.E.B.A.P. e Eurocódigos 2 e 7. É também apresentado um estudo económico para as três soluções técnicas.

Simulação numérica do comportamento dinâmico de uma laje

Nesta dissertação pretende-se simular o comportamento dinâmico de uma laje de betão armado aplicando o Método de Elementos Finitos através da sua implementação no programa FreeFEM++. Este programa permite-nos a análise do modelo matemático tridimensional da Teoria da Elasticidade Linear, englobando a Equação de Equilíbrio, Equação de Compatibilidade e Relações Constitutivas. Tratando-se de um problema dinâmico é necessário recorrer a métodos numéricos de Integração Directa de modo a obter a resposta em termos de deslocamento ao longo do tempo. Para este trabalho escolhemos o Método de Newmark e o Método de Euler para a discretização temporal, um pela sua popularidade e o outro pela sua simplicidade de implementação. Os resultados obtidos pelo FreeFEM++ são validados através da comparação com resultados adquiridos a partir do SAP2000 e de Soluções Teóricas, quando possível.

Acompanhamento da construção de um edifício de escritórios: torre ocidente do centro comercial colombo

O presente relatório de estágio tenta traduzir quatro meses de estágio académico realizado na construção da Torre Ocidente do Centro Comercial Colombo expondo quer o trabalho realizado, quer as matérias analisadas e estudadas ao longo deste período. Este estágio foi cumprido no âmbito do Trabalho Final de Mestrado do curso de Engenharia Civil, no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. A empreitada poder-se-á dividir em duas partes distintas: o reforço do núcleo central da estrutura ao nível dos pisos previamente erigidos, sendo os seus elementos constituintes em betão armado; e a estrutura dita elevada, na qual o núcleo central tem o seu desenvolvimento até à cobertura do edifício, enquanto a periferia é constituída por vigas e pilares metálicos, em conjunto com lajes colaborantes. É, na sua essência, uma estrutura mista. Dado que ocorreu um período de aproximadamente 15 anos entre a construção do Centro Comercial e as torres, existiu a oportunidade de complementar e ajustar o comportamento estrutural das torres, reforçando desta forma o embasamento das mesmas. Este reforço consistiu na construção de novos elementos verticais (paredes), devidamente ligadas ao ensoleiramento geral da estrutura conjunta e dispostas de forma a conferir maior capacidade resistente ao efeito da acção sísmica. Embora o início da construção do esqueleto da estrutura elevada estivesse prevista para estar incluído no período de estágio, isso não se verificou. Foi contudo, analisado durante o seu período, o método construtivo a ser usado (pouco usual em Portugal para a construção de edifícios) e o projecto de estabilidade da mesma, assim como alguns dos elementos que a constituem. Está incluído também neste relatório, a descrição de trabalhos análogos ao âmbito do Trabalho Final de Mestrado executado ao longo do período de estágio.

Concepção e aplicação de soluções optimizadas de cofragem

O estágio relatado no presente documento centrou-se na actividade de cofragem da obra do Centro Comercial Fórum Sintra. O empreiteiro geral da obra é o consórcio Mota-Engil/Opway e o dono de obra a Multi Development Portugal - Promotora, S.A.. O estágio foi desenvolvido na empresa Confrasilvas Cofragens S.A, subempreiteiro de cofragem da referida obra, onde o estagiário colabora como director de obra na especialidade da cofragem. Esta obra apresenta singularidades específicas ao nível das soluções de cofragem relativamente a todas as outras obras em que o estagiário esteve envolvido na sua experiência profissional anterior. Pelo que representou uma oportunidade de aprendizagem e desenvolvimento de conhecimentos na área da cofragem. Nomeadamente, distingue-se o facto de a solução de cofragem adoptada para a execução de lajes ser inovadora por se tratar de “mesas maciças” de cofragem, compostas por prumos travados entre si por bastidores e tubos, aparafusados a um tabuleiro (estrutura metálica) revestido a contraplacado, que em conjunto constituem uma peça única, tanto na montagem como na descofragem de lajes. O outro aspecto singular de relevo é o facto de existirem elementos de betão à vista com estereotomia, o que a nível de cofragem requer um estudo aprofundado das betonagens, dos moldes que são necessários fabricar e montar para cada betonagem, bem como os aspectos construtivos específicos da actividade. Este documento tem como objectivo expor as competências adquiridas durante o estágio do aluno, resultantes do desenvolvimento dos conhecimentos e experiências adquiridas no meio académico e profissional. Como responsável em obra pelos trabalhos de cofragem a metodologia utilizada pelo estagiário contempla as etapas e aspectos técnicos da execução da cofragem como: a análise de projecto, a realização de preparações para o fabrico e montagem de cofragem, o planeamento de betonagens, a gestão do material e da mão-de-obra. Questões como a produção, a segurança e a qualidade também são abordadas. O estagiário tem uma participação activa desde a concepção até ao produto final. Nesta medida, conclui-se que o presente estágio se revelou uma mais-valia e uma oportunidade de desenvolver as competências na área da cofragem.

Acompanhamento do modelo de gestão da segurança, qualidade e ambiente, para a construção das novas instalações da Polícia Judiciária

Este estágio foi realizado no âmbito do Trabalho Final de Mestrado em Engenharia Civil, na área de especialização de Edificações, e teve como objectivo o acompanhamento e análise do Sistema de Gestão da Segurança, Qualidade e Ambiente, na construção do edifício das novas instalações da Polícia Judiciária em Lisboa. Neste relatório, encontram-se descritos alguns dos principais processos construtivos da obra, tendo em conta o seu enquadramento nos Sistemas de Gestão de Segurança, Qualidade e Ambiente. O grau de exigência que se tem vindo a verificar ao nível de qualidade, segurança e ambiente, tem levado a que, cada vez mais, as empresas tenham vindo a optimizar e uniformizar os processos construtivos, adoptando sistemas de gestão e controlo sistemático da sua aplicação e, consequentemente, aumentando cada vez mais a eficácia dos seus processos. Tendo em conta a importância que a existência de um sistema de gestão tem vindo progressivamente a ganhar nas empresas, tornando-se uma parte essencial da sua organização, optou-se por aprofundar esse tema quando aplicado aos processos construtivos, de modo a melhor compreender a sua integração na construção de um edifício. Neste relatório são analisados os processos construtivos das seguintes actividades: Montagem do estaleiro; Desmatação e abate de árvores Remoção de materiais contendo amianto; Desmonte e demolição de edifícios existentes; Escavação e Contenção periférica: Lavagem de uma fachada de um edifício; Estrutura de betão armado: sapatas, pilares, vigas/lajes, paredes Alvenarias. Após a descrição das actividades enumeradas anteriormente, são ainda referidos alguns incumprimentos relativos à segurança e qualidade detectados durante a monitorização das actividades, e as respectivas acções correctivas aplicadas.

Ponte de Muxima: análise e dimensionamento segundo os eurocódigos e relatório de construção

Com este trabalho pretendeu-se abordar duas fases distintas e complexas de uma megaestrutura do calibre de uma obra de arte especial, como pode ser considerado o objeto de estudo do trabalho, a fase de projeto e a fase de construção. Percebe-se, por intermédio deste trabalho, a importância da utilização de modelos numéricos, com recurso aos mais sofisticados programas de modelação tridimensional, onde é imprescindível a modelação tomando em consideração os efeitos das fases construtivas. Os fenómenos físicos como a fluência e retração são de consideração imperativa, tal como a influência das sobrecargas de serviço, como é o caso das sobrecargas regulamentares que já incluem os seus efeitos dinâmicos. Realizou-se um modelo longitudinal de elementos finitos de barra, utilizando os programas GP2004 e RM2004, para a análise da fase construtiva, da fase de entrada em serviço e a longo prazo, considerando-se os 8000 dias como sendo a fase em que a obra se encontra estabilizada em termos de redistribuição de tensões. Deste modelo foi possível obter as envolventes de esforços e de tensões e os deslocamentos em todos os elementos, cruciais para o dimensionamento dos vários elementos constituintes da obra, tais como tabuleiros, pilares, fundações, juntas de dilatação, aparelhos de apoio e sistemas de equilíbrio. Neste caso concreto, e por questões de economia de espaço, é apresentado o dimensionamento do tabuleiro da ponte, para as fases acima referidas e para a situação de estados limites últimos de resistência à flexão composta (secção 6.1 de EC2) e de resistência ao esforço transverso (secção 6.2 do EC2) e aos momentos torsores (secção 6.3 do EC2); e estados limites de serviço, nomeadamente para a abertura de fendas e para a descompressão. Deste modelo, comprovou-se que para as ações consideradas, a armadura longitudinal principal, armadura transversal das almas e armadura de suspensão da laje de fundo, cumprem as suas funções resistentes, em termos de momentos fletores, de esforços transversos máximos com momentos torsores associados e de momentos torsores máximos com esforços transversos associados. Desenvolveu-se e analisou-se, também, um modelo transversal em elementos finitos de placa para o estudo e dimensionamento da secção em caixão do tabuleiro da ponte, modelado numa primeira fase no programa CSI Bridge e posteriormente exportado para o programa SAP2000, onde foram introduzidas as ações atuantes. A análise foi efetuada para as secções de apoio e para a secção a meio vão, no entanto, apresenta-se apenas o dimensionamento da secção de meio vão. Deste modelo obtém-se a armadura transversal necessária para suprir as necessidades em termos de esforços nas zonas de encastramento transversal das lajes e consolas, nas zonas de variação de espessura e zonas centrais da laje. Obtém-se ainda a armadura longitudinal secundária para as zonas das lajes e consolas. Adquiriu-se e desenvolveu-se competências ao nível de dimensionamento de estruturas de betão armado utilizando as normativas europeias, nomeadamente o Eurocódigo 0 na definição das combinações a considerar para os diversos estados limite, o Eurocódigo 1 para a adoção das ações relevantes para o estudo da obra em questão e o Eurocódigo 2 para a definição e/ou dimensionamento dos tabuleiros de betão armado. As conclusões relativamente às diferenças que advêm da adoção de ações segundo as SATCC, utilizadas no projeto de execução original, contra as dos Eurocódigos são evidentes. São apontadas, no capítulo da conclusão, algumas considerações finais relativamente às diferenças de resultados entre o projeto original e o presente estudo, tendo em conta os regulamentos utilizados. Para além do atrás exposto em termos de verificação de segurança dos tabuleiros, compilou-se alguma informação referente à fase de construção da obra, nomeadamente, na apresentação de algumas fases mais relevantes, assim como referências ao estaleiro adotado para uma obra desta envergadura e num território tão complexo, quanto o Angolano.

Construção de edifício de habitação coletiva: Setúbal

O presente Relatório refere-se ao acompanhamento da construção de um edifício habitacional, localizado na Quinta da Saboaria, Lote 11 – Nossa Senhora da Anunciada, Setúbal, pertencente a um empreendimento de 30 lotes, executados pela empresa Solsado, Lda. A edificação a construir, de geometria retangular, para uso habitacional, considera 6 pisos e cobertura, sendo um deles para uso de parqueamento automóvel, ocupando uma área em planta de aproximadamente 430 m2. Durante a realização do estágio, devidamente integrado, foi possível acompanhar a evolução de uma obra multidisciplinar a qual tem por objectivo a materialização das soluções definidas em projecto. Para além de contatos com diversas entidades foi possível observar métodos construtivos, receção de materiais, planeamento, controlo de custos bem como as ações inerentes à qualidade e segurança dos trabalhos. Dado que a Obra foi planeada para uma duração de 24 meses e o estágio apenas 6 meses, o mesmo incidiu no acompanhamento da execução dos trabalhos relativos a fundações, estruturas de contenção, pilares, vigas e lajes para a totalidade da edificação bem como a execução dos panos de alvenaria até ao piso 2.