Edifícios altos – problemas associados e análise estrutural de um caso prático

Com a presente dissertação pretende-se analisar alguns dos problemas associados aos edifícios altos, na fase de projeto, bem como compilar um conjunto de informações e conhecimentos científicos sobre a área abordada. São descritas algumas soluções de sistemas estruturais possíveis de idealizar para edifícios altos. Posteriormente, tendo por base um projeto de estruturas de um edifício com 25 pisos localizado em Luanda, capital de Angola, o objetivo consistiu em analisar estática e dinamicamente o seu comportamento quando solicitado fundamentalmente pelas ações do vento e dos sismos. A análise estrutural foi realizada com recurso a dois softwares de cálculo automático, nomeadamente, o Cypecad e o Robot Structural Analysis Professional e pelos métodos preconizados no Regulamento de Segurança e Ações para estruturas de edifícios e pontes e o Eurocódigo 8 – “Projeto de estruturas para resistência aos sismos”. Aborda-se a temática do faseamento construtivo, assunto que revela algumas limitações dos programas de cálculo utilizados, sendo descrito um método simplificado para prever os seus efeitos em termos de dimensionamento final. Os resultados obtidos permitiram avaliar o bom comportamento da estrutura no que respeita ao cumprimento dos estados limites últimos e de serviço. Conclui-se que o sistema estrutural adotado no modelo em estudo se encontra bem dimensionado relativamente ao colapso e à limitação de danos.

Analise de estruturas de edificios altos submetidos a carregamentos horizontais e verticais

O presente trabalho tem como objetivo analisar os esforços em estruturas tridimensionais de edificios altos, quando submetidos a carregamentos horizontais e verticais. A estrutura é idealizada como um conjunto de pilares, paredes e vigas podendo ser dispostos de uma maneira assimétrica no plano da laje e variarem suas propriedades geométricas ao longo da altura. A análise é feita pelo método dos deslocamentos. Admite-se que as lajes em cada nível dos pavimentos tenham o funcionamento de diafragma rígido. São utilizados elementos de barra para representação das vigas e pilares. Para a determinação dos esforços em paredes resistentes são apresentados vários elementos obtidos pela analogia de pórticos. Tais elementos são incorporados ao programa possuindo uma formulação bem simples.

Determinação dos efeitos estáticos de torção em edifícios altos devidos à ação do vento

Em um ambiente típico de cidade, onde vários edifícios altos e outros tipos de edificações encontram-se agrupados em grande proximidade, cada edifício pode influenciar o campo aerodinâmico dos outros e, portanto, as forças do vento agindo sobre os outros ao seu redor. A influência da vizinhança em determinadas situações pode ser favorável, por exemplo, servindo como proteção à incidência direta do vento. Entretanto, há casos em que a ação do vento pode causar efeitos indesejáveis: picos de sucção localizados, aumento dos valores médios das forças cortantes, momentos fletores e momentos torçores atuantes na edificação. Este trabalho visou analisar a resposta torcional devida aos efeitos estáticos da ação do vento em modelos reduzidos ensaiados no túnel de vento, de diversas configurações arquitetônicas, simulando as principais características reais do escoamento em que a edificação está imersa. Os resultados experimentais obtidos nos ensaios foram comparados com estimativas teóricas indicadas nas normas brasileira, canadense e alemã, e por um trabalho de pesquisa realizado por Isyumov, no Canadá. A análise dos resultados demonstrou que a NBR-6123, na sua recomendação das excentricidades das forças de arrasto para cálculo do momento torçor, subestima a indicação para a excentricidade na situação de edificações isoladas, porém cobre a maioria dos casos na prescrição da excentricidade para a situação de prédios submetidos aos efeitos de vizinhança.

Modelagem dinâmica equivalente de edifícios altos submetidos á ação do vento

A atual tendência que se apresenta no cenário construtivo mundial compreende a exploração cada vez mais intensa dos espaços urbanos, através de edificações que buscam maximizar a relação área construída / espaço urbano disponível. Desta forma, a dimensão vertical dos edifícios vem tornando-se cada vez mais pronunciada. Associados a isto, o desenvolvimento de materiais mais resistentes e de peso específico reduzido, bem como o uso de técnicas construtivas mais eficientes, conduzem mais e mais a estruturas leves e flexíveis, sujeitas aos efeitos dinâmicos do vento. A eficiência, a segurança e os custos da construção estão diretamente atrelados à exatidão com que estes efeitos dinâmicos do vento são estimados e considerados no momento do projeto destas edificações. As técnicas analíticas para a sua avaliação, quando verificadas através de medições em escala real, têm se mostrado antieconômicas, uma vez que superestimam o valor das respostas, a favor da segurança. Por outro lado, o uso de técnicas experimentais, através da condução de ensaios em túnel de vento com modelos reduzidos, pode-se mostrar bastante eficiente, em termos de previsão de resultados. Essas técnicas precisam ser ainda melhoradas, de modo a incorporar o conhecimento que vem sendo gerado, acompanhando as mudanças pelas quais a Engenharia Civil vem passando. Neste contexto este trabalho se insere. Utilizando como base de conhecimento o trabalho desenvolvimento por outros pesquisadores, um dispositivo aeroelástico para ensaios de edifícios altos frente à ação dinâmica do vento é proposto, construído e testado. Os resultados dos ensaios são aqui comparados com outros estudos realizados sobre o mesmo protótipo, bem como com os procedimentos indicados pela Norma Brasileira NBR-6123/88 e pelo Supplement to the NBCC/85 do Canadá. Indicam a coerência e a viabilidade de utilização das técnicas de modelagem aqui propostas.

Estudo do comportamento estrutural e análise de conforto humano de edifícios de concreto armado.

Atualmente, os projetos de edifícios altos necessitam cada vez mais de sistemas estruturais simples, que agilizem sua montagem, reduzindo os custos e promovendo maior flexibilidade de utilização para os espaços construídos. Com essa finalidade, estruturas com poucas vigas vêm sendo muito utilizadas. Entretanto, o sistema estrutural com poucas vigas pode ocasionar dois tipos de problemas, relacionados entre si, a saber: diminuição do sistema de contraventamento da edificação e vibrações excessivas. Portanto, é fundamental, nesses casos, a verificação da estabilidade global da estrutura, utilizando índices de sensibilidade além de outros parâmetros de projeto, como também, o desenvolvimento de um estudo minucioso acerca do conforto humano da edificação. Assim sendo, neste trabalho de pesquisa foram investigados quatro modelos estruturais de edifícios altos de concreto armado, com base no estudo da variação entre o número de pavimentos e a quantidade de vigas existentes em cada modelo, objetivando-se verificar quais os efeitos que tais variações podem vir a gerar sobre a estabilidade global e, bem como, sobre o conforto humano dos sistemas estruturais investigados. A modelagem numérica dos edifícios em estudo foi realizada através do emprego do programa ANSYS e, para tal, foram utilizadas técnicas básicas de discretização, por meio do método dos elementos finitos. As conclusões alcançadas ao longo da investigação versam acerca do estudo da resposta estrutural estática e dinâmica dos edifícios, no que diz respeito as variações dos valores dos parâmetros de instabilidade, dos valores dos deslocamentos e esforços, e, bem como, dos níveis de conforto humano de cada modelo estrutural analisado.

Produtividade na montagem de estruturas de aço para edifícios.

A busca por melhorias de produtividade na indústria da construção civil é fundamental para garantia do crescimento sustentável do setor. Nesse sentido, o uso de estruturas de aço na construção de edifícios aparece como uma alternativa interessante às tradicionais estruturas em concreto armado. Essa dissertação tem por objetivo o estudo da produtividade da mão de obra e de equipamentos de içamento na montagem de estruturas de aço para edifícios de múltiplos pavimentos, buscando comprovar a hipótese de que essa produtividade varia em conjunto com alguns fatores que podem ser identificados e que essa variação pode ser quantificada. A pesquisa foi realizada segundo metodologia de Estudo de Caso, sendo que cinco obras compuseram o estudo. Como resultados, observa-se que produtividade potencial da mão de obra variou entre 3,33 e 8,23 Hh/peça ou 11,8 e 33,8 Hh/t e que a produtividade potencial dos equipamentos variou entre 0,38 e 0,53 Eqh/peça ou 1,84 e 2,29 Eqh/t, além de terem se encontrado correlações significativas entre os fatores tonelada/peça, disponibilidade do equipamento de içamento e quantidade relativa de pilares e os indicadores de produtividade.

Aplicação de um software de cálculo automático na verificação aos estados limites de utilização em estruturas de Betão Armado

Actualmente e cada vez mais, são concebidos e utilizados programas de cálculo automático de Engenharia na realização de projectos de edifícios, que proporcionam aos engenheiros uma possibilidade avançada e rápida de execução, simulação e análise de edifícios para estruturas complexas e de elevada dimensão. Contudo, será necessário que os resultados deverão ser fiáveis de modo a não existirem consequências no comportamento real da estrutura a longo prazo. O presente relatório de estágio, refere-se à verificação aos estados limites de utilização (tensões, fendilhação e deformação) segundo o Eurocódigo 2, de uma estrutura porticada em betão armado, nomeadamente de um pórtico central pertencente a essa mesma estrutura recorrendo ao programa de cálculo automático da Autodesk o Robot Structural Analysis Professional 2014. O objectivo principal do presente trabalho consiste na comparação de resultados referente aos estados limites últimos e de utilização, pelos diferentes módulos de dimensionamento Required e Provided Reinforcement presentes no programa Robot. É destacado no final do relatório, considerando uma disposição de armadura optada analiticamente para o pórtico, uma análise comparativa de resultados referente aos estados limites de utilização entre o comando Typical Reinforcement do módulo Provided Reinforcement e por expressões analíticas. Refere-se contudo que, o procedimento do método analítico teve como base de cálculo uma aplicação desenvolvida para a verificação de elementos de betão armado aos estados limites de utilização segundo o Eurocódigo 2, com o nome de XD-Conserv tendo sido também comparado os resultados finais do mesmo.

Processo de projeto, aquisição e instalação de elevadores em edifícios : diagnóstico e propostas de melhoria

Muitas perdas que ocorrem na construção civil originam-se forados canteiros de obras,nas etapas que antecedem a produção, principalmente devido a problemas de caráter gerencial, relacionados à falta de integração entre os principais intervenientes. Neste contexto,a aplicação dos conceitos da gestão da cadeia de suprimentos tem sido estudada como uma possível alternativa para a solução de problemas e introdução de melhorias no setor. A cadeia de elevadores, cujo produto final representa um percentual elevado nos custos de edifícios altos, apresenta problemas que são pouco conhecidos e explorados. Este desconhecimento pode estar escondendo um potencial de desenvolvimento e melhoria do processo de produção de elevadores como um todo.O presente trabalho consiste em propor diretrizes para a melhoria dos processos de projeto,aquisição e instalação de elevadores, tendo como base os conceitos de gestão da cadeia de suprimentos. O método de pesquisa foi dividido em três etapas.Inicialmente, foi realizada uma caracterização inicial dos processos e problemas existentes no setor,compreendendo uma revisão bibliográfica e a aplicação de entrevistas com arquitetos ,engenheiros e especialistas em construção civil. Na segunda etapa foi realizado um estudo de caso do relacionamento dos agentes da cadeia no município de Porto Alegre, de forma a realizar um diagnóstico dos fluxos de materiais e informações entre os mesmos.Com este propósito,foram realizadas entrevistas com fabricantes e montadores de elevadores,visitas aos canteiros de obras,uma análise de documentos e um levantamento de percepções de uma amostra de usuários finais de elevadores.Finalmente, são propostas as diretrizes para a melhoria dos processos estudados Entre as principais conclusões deste estudo, observou-se a falta de visão sistêmica por parte dos agentes da cadeia estudada. Além disso,constatou-se problemas relacionados às práticas de cooperação,à falta de integração e coordenação dos fluxos de materiais e informações entre os agentes,indicando uma oportunidade para a aplicação de conceitos da gestão da cadeia de suprimentos na melhoria dos processos estudados.

Estudo teórico e experimental de amortecedores de vibração por atrito

Edifícios altos e estruturas são propensos a experimentar efeitos dinâmicos induzidos pelo vento, ação sísmica, e outras fontes de vibração. Pontes, estádios e outras estruturas sujeitas à ação de cargas móveis ou sísmicas, também podem apresentar resposta dinâmica que comprometa a confiabilidade das mesmas ou cause desconforto aos seus usuários. Amortecedores passivos são uma alternativa econômica, eficaz e rápida para reduzir ou eliminar tais vibrações. Dentro dos vários tipos de amortecedores passivos propostos ou já em uso, destacam-se aqueles que funcionam por atrito entre dois corpos sólidos, devido à sua simplicidade, grande poder de dissipação e baixo custo. Na presente dissertação, é apresentado um estudo teórico e experimental sobre amortecedores de vibração por atrito. São discutidos aspectos importantes da física do atrito bem como métodos que facilitam o cálculo de sistemas que envolvem atrito. Também foram projetados e ensaiados modelos diferentes de amortecedores de vibração por atrito. O conceito é aplicado em um edifício metálico com seis pavimentos submetido à excitação sísmica. Com a elaboração de programas computacionais, é verificado que a resposta máxima da estrutura é consideravelmente reduzida após a instalação dos dissipadores.

Estudo teórico e experimental de um edifício alto submetido à ação dinâmica do vento

A crescente valorização dos imóveis nos centros de grandes cidades, com o custo do metro quadrado cada vez mais elevado, assim como o aprimoramento de técnicas e materiais construtivos, levaram a uma tendência mundial da construção de edificações altas. Contudo essas edificações altas, leves e esbeltas são suscetíveis a problemas dinâmicos, que podem levar a um comprometimento de confiabilidade das mesmas ou ao desconforto de seus usuários. Dentre as ações dinâmicas o vento trata-se de uma das mais importantes. A previsão da resposta induzida pela ação dinâmica do vento por métodos analíticos é complexa e de difícil resolução, principalmente para os efeitos transversais ao sentido da velocidade média do vento. Assim a construção de modelos aeroelásticos para a análise do comportamento dinâmico de edifícios altos em túnel de vento é, ainda hoje, a maneira mais confiável e precisa para chegar-se na resposta. Na presente dissertação é apresentado um estudo teórico e experimental de um edifício alto submetido a ação dinâmica do vento. As respostas obtidas em túnel de vento, através de um modelo aeroelástico equivalente de dois graus fundamentais de liberdade, são comparadas com as formulações da Norma Brasileira NBR - 6123, para a resposta longitudinal ao vento, e da Norma Canadense NBCC - 1985, para as respostas longitudinal e transversal ao vento.

Exoesqueletos : no modernismo brasileiro nas décadas de 40 e 50 do século XX

Este trabalho tem como objetivo a análise de um conjunto de obras de filiação modernista brasileira, que têm como elemento comum a estrutura exposta. O período delimitado inicia em 1941 e termina em 1957, antes de Brasília, sempre considerando as datas dos projetos. Este é um período de afirmação da arquitetura brasileira. Situando os exemplares neste contexto, foram formuladas as hipóteses de vínculos conceituais com os movimentos artísticos e vertentes arquitetônicas da época no panorama internacional, da mesma forma que foram investigadas, internamente, no país, como se articularam as novas idéias. Num quadro amplo, a valorizada produção arquitetônica nacional destas décadas, repercutiu em todo o mundo. Fartamente publicada por revistas estrangeiras, no início dos anos 50, a arquitetura brasileira passa a gerar influência nos rumos do modernismo internacional. Afirmando-se através de uma linha tectônica do modernismo, com origem no racionalismo estrutural e eminentemente corbusiana, toma seu próprio caminho com base na cultura e possibilidades tecnológicas locais. Os edifícios com estruturas externas, como um exoesqueleto, contribuem para a consolidação da identidade arquitetônica brasileira. Nos exemplos aqui apresentados, de autoria de Oscar Niemeyer, Affonso Eduardo Reidy e Lina Bo Bardi, de temas diversos, foram investigados os débitos e contribuições de cada projeto aos seus referenciais e à produção subseqüente. O texto escrito está acompanhado de muitas ilustrações, que são parte importante do trabalho, integram o todo e é material fundamental para o entendimento e conclusões do leitor.

Oferta e acessibilidade de espaços para a prática de actividade física e desportiva: que relação com a aptidão aeróbia, composição corporal e actividade física em jovens da RAM?

Na última década, tem havido um crescente número de estudos focados na influência do envolvimento físico (EnvF) nos níveis de actividade física (AF). Tem sido assim possível verificar-se que o EnvF incluindo edifícios, infra-estruturas de transporte, elementos de design e instalações recreativas, influenciam os níveis de AF (Powell et al., 2006; Sallis, 2006). A identificação dos factores do EnvF que estão associados à AF dos jovens pode revelar determinantes promissoras e levar ao desenvolvimento de estratégias de intervenção mais eficazes (Sallis, Bauman & Pratt 1998). O presente estudo pretende verificar se, a existência e acessibilidade a determinados espaços físicos para a prática da AF estão associados aos níveis de actividade e Aptidão Física em alunos do 5º e 7º ano de escolaridade da RAM. Metodologia: Neste estudo participaram 2724 sujeitos de ambos os sexos, com uma média de 11,7 + 1,59 anos de idade, pertencentes a oito escolas da RAM. Os alunos foram avaliados nos parâmetros: composição corporal (peso, altura e pregas de adiposidade tricipital e geminal); aptidão aeróbia (teste do vaivém); historial e participação desportiva. A percentagem de Massa Gorda foi calculada através da equação de Slaughter et al. (1988) e os sujeitos classificados em níveis de adiposidade de acordo com as categorias de risco de Lohman (1987). Ao nível do Índice de Massa Corporal (IMC) todos os participantes foram categorizados segundo os valores de referência de Cole et al. (2000 e 2007). Os dados relativos à participação e historial desportivo, grupo de participação, frequência e duração de AF foram obtidos através de questionários. O EnvF foi caracterizado através da oferta de espaços de AF e das características dos mesmos dentro e fora da escola (raio de 800m), com base na observação directa e GPS, e entrevistas aos directores de instalações das escolas. Resultados: Verificou-se a existência de 71 espaços para a prática de AF. Relativamente à totalidade da amostra: 23,6% e 9,2% classificam-se, respectivamente, como sujeitos com excesso de peso e obesidade; 7% revelou participar em AF diária; e 61,7% classifica-se abaixo da zona saudável da aptidão aeróbia. Foram encontradas associações entre a prática desportiva e os indicadores de adiposidade e aptidão aeróbia (p<0,05). A participação desportiva está associada à oferta de espaços existentes dentro e fora das escolas.

Influência de ciclos térmicos na microestrutura e propriedades mecânicas da junta soldada do aço COS CIVIL 300

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Dinâmica não linear e projeto de controle em sistemas de transporte vertical: comportamentos periódicos e caóticos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto de estruturas de edifícios em betão armado apoiado em ferramentas BIM

O presente trabalho refere-se a um relatório de estágio para a conclusão do Mestrado em Engenharia Civil - ramo de Estruturas no Instituto Superior de Engenharia do Porto. O estágio decorreu na empresa FASE - Estudos e Projectos S.A. durante um período de seis meses. Este documento tem como principal objetivo apresentar o desenvolvimento dos conhecimentos das fases de um projeto de um edifício. Aborda-se a modelação e análise de um edifício alto em betão armado, situado em Moçambique, salientando o dimensionamento dos elementos estruturais. Numa segunda fase, para aprofundar o conceito BIM, propôs-se a integração desta metodologia ao projeto já elaborado tendo em vista a ligação bidirecional dos programas de cálculo com os programas de desenho. Um dos objetivos de elaborar um trabalho em ambiente empresarial é o desenvolvimento de competências socio-profissionais e transversais. Para isso, este trabalho passou também pelo acompanhamento de outros projetos sendo dois deles apresentados no último capítulo.