Método de cálculo
No projeto apresentado para o cálculo dos esforços em pilares e vigas recorreu-se ao programa de cálculo automático SAP 2000, baseado no método dos elementos finitos, para a utilização do referido programa procedeu-se do seguinte modo:
1º Criou-se um novo modelo;
2º Definiu-se as secções materiais e acções bem como a combinação de acções
3º Definiu-se geometricamente a estrutura, definindo-se os elementos de barra com as respectivas;
secções associadas e criaram-se nós atribuindo-lhes as restrições necessárias;
4º Aplicaram-se as acções nas barras e nos nós;
5º Calculou-se a estrutura;
6º Visualizou-se e analisou-se os resultados.
No auxilio á quantificação dos esforços em lajes recorreu-se ás tabelas de Barez, e para a compatibilização desses esforços utilizou-se a regra de Marcus.
MODELO ESTRUTURAL
1.5.1. Hipóteses admitidas
Os elementos estruturais do edifício serão analisados em modelos, tridimensionais ou planos, de barras lineares, sujeitas à acção das cargas verticais e horizontais.
O modelo adoptado serão um de estruturas recticuladas planas dispostas ortogonalmente que admite as seguintes hipóteses:
a) – O comportamento da estrutura é física e geometricamente linear, sendo válido o principio da sobreposição dos efeitos.
b) – Os pisos constituem diafragmas indeformáveis no seu próprio plano
c) – As forças horizontais, que resultam da análise dinâmica da estrutura tridimensional, têm por base uma distribuição uniforme da massa em toda a superfície dos pavimentos, e actuam ao nível de cada piso.
d) – A quantificação da acção dos sismos é feita a partir da Análise Modal e dos espectros de resposta (acelerações) definidos no RSA. Os modos de vibração são combinados através de combinações quadráticas completas. As forças de inércia são obtidas após combinação quadrática das respostas segundo as duas direcções ortogonais.
e) – Embora o comportamento dinâmico das estruturas envolva a resolução de problemas em regime não linear, admitidos um comportamento linear, corrigindo os resultados obtidos através da divisão por um coeficiente de comportamento.
1.5.2. Discretização da Estrutura
Apresentam-se em anexo os resultados do cálculo automático que serviram de base ao dimensionamento dos elementos estruturais, assim como a descretização dos modelos de cálculo utilizados.
1.5.3. Critérios de Dimensionamento
• As lajes são dimensionadas ao E.L.U.R., por Flexão Simples e ao E.L.U.R. por Esforço Transverso.
• As vigas são dimensionadas aos E.L.U.R. por Flexão e Esforço Transverso.
• Os pilares são calculados aos E.L.U.R., por Flexão Composta nas duas direcções separadamente, e ao E.L.U.R. por Esforços Transversos.
1.1.4 Cálculo de Esforços
1.1.4.1 Método de cálculo
O programa realiza o cálculo de esforços, utilizando o método matricial do cálculo dos deslocamentos através da montagem de uma matriz de rigidez única para toda a estrutura. Neste método calculam-se os deslocamentos e as rotações de todos os nós da estrutura, (cada nó tem seis graus de liberdade: os deslocamentos e rotações sobre os três eixos gerais do espaço, a menos que se opte pela opção de indeformabilidade das lajes horizontais no seu plano) e em função deles obtêm-se os esforços (axiais, transversos, momentos flectores e torsores) de cada secção.
1.1.4.2 Combinações das acções
Os valores de cálculo dos esforços actuantes, Sd, obtiveram-se automaticamente, por combinação das várias acções, de acordo com as regras de verificação da segurança em relação aos estados limites últimos de resistência, definidas no RSA.
1.1.4.3 Envolvente de esforços
A utilização do programa de cálculo automático permitiu a determinação dos esforços de cálculo em várias secções dos elementos estruturais, bem como dos valores máximos das áreas de aço e dos esforços de dimensionamento correspondentes a cada secção.
1.1.5 Dimensionamento Estrutural
Para o dimensionamento dos diferentes elementos estruturais atendeu-se às disposições do REBAP.
O dimensionamento dos elementos estruturais vigas, pilares, e elementos de fundação e muros foi feito tendo em conta os estados limites últimos de rotura, de serviço e também de encurvadura nos elementos verticais, e foi efectuado automaticamente.
As sapatas foram dimensionadas automaticamente com o programa de cálculo automático , como referido anteriormente, ou com recurso á folha de cálculo.
Foram adoptadas as disposições construtivas regulamentares (R.E.B.A.P.), no que diz respeito aos artigos: 30º (Composição do betão ), 78º ( Recobrimento mínimo das armaduras), 90º (Armadura longitudinal mínima e máxima), 91º e 105º (Espaçamento de varões), permitindo assim a dispensa da verificação ao Estado Limite de Utilização de Fendilhação, como consta no artigo 70.3º (R.E.B.A.P.).
Como se cumpriu as disposições construtivas impostas nos artigos: 89º (Altura mínima de vigas), 102º (Espessura mínima de lajes) do R.E.B.A.P, considera-se que se fica dispensado da verificação ao Estado Limite de Utilização de Deformação, como consta no Art. 72.3º do R.E.B.A.P..
1.1.6 Listagem de Resultados
Como as listagens integrais são demasiado extensas, dado utilizar-se um programa de cálculo de estruturas optou-se por se apresentar, a título de exemplo, alguns elementos mais significativos e justificativos dos cálculos efectuados (constituindo estes o Anexo 4 deste relatório).
1.1.7 Materiais e suas características
Os materiais estruturais e suas características que se consideraram no cálculo das estruturas foram os seguintes:
Betão da classe C20/25 – B 25:
Módulo de elasticidade – E = 29.0 Gpa
Coeficiente de Poison – 0.15
Coeficiente de dilatação térmica – t 0,00001
Aço da classe A 400 NR:
Tensão de cedência fsyk = 400 MPa