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Dimensionamento de Estruturas 2020/2021José Oliveira Pedro

Aula T01 1/32DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS – Funcionamento da UC

AULAS PRÁTICASAula de 3ª feira – José O. Pedro

16:00‐17:30h17:30‐19:00h

Aula de 4ª feira – Mário Lopes 14:30‐16:00h (erasmus) 16:00‐17:30h

Aula de 5ª feira – Luís Guerreiro16:00‐17:30h

Aula de 6ª feira – Luís Guerreiro14:30‐16:00h

Aulas inseridas no fenix no início da semana

FUNCIONAMENTO – Aulas online ; Avaliação Online (a confirmar)

AULAS TEÓRICASAulas de 2ª feira – José O. Pedro, F. Virtuoso

13:00‐14:30h14:30‐16:00h 17:30‐19:00h (erasmus)

Aulas de 5ª feira – José O. Pedro, F. Virtuoso13:00‐14:30h14:30‐16:00h16:00‐17:30h (erasmus)

Aulas inseridas no fenix após as secções

MÉTODO DE AVALIAÇÃO – https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/disciplinas/DEst364511132646/2020‐2021/2‐semestre/metodos‐de‐avaliacao


Aula T01 2/32DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS – Programa da UC

Aulas TeóricasAULA 1 ‐ Apresentação da disciplina. Introdução ao projeto de estruturas. Fases de realização do projectoAULA 2 ‐ Propriedades dos materiais estruturaisAULA 3 ‐ Conceitos básicos de análise e dimensionamento de estruturas AULA 4 ‐ Lajes de betão armado: flexão cilíndrica e esférica; repartição de cargas nas duas direcçõesAULA 5 ‐ Lajes de betão armado: Casos particulares de bordos livres, cargas concentradas e muros de suporteAULA 6 ‐ Lajes e vigas de betão armado ‐ Pré‐dimensionamento e estimativa da deformabilidadeAULA 7 ‐ Linhas de influência de esforços e de reações de apoio ‐ conceito e aplicação a estruturas isostáticas AULA 8 ‐ Linhas de influência de esforços e reações de apoio. Exemplo de aplicaçãoAULA 9 ‐ Linhas de influência de deslocamentos e de estruturas hiperestáticas. Exemplo de aplicaçãoAULA 10 ‐ Segurança estrutural e acções. Princípios e regras de aplicação da NP EN 1990AULA 11 ‐ Acções em edifícios (NP EN 1991) ‐ Cargas permanentes e sobrecargas, acção da neve e acção térmicaAULA 12 ‐ Acções em edifícios (NP EN 1991) ‐ Acções do ventoAULA 13 ‐ Acões em edifícios (EN 1998) ‐ Acções sísmicasAULA 14 ‐ Estruturas de edifícios sob acções horizontais ‐ Métodos simplificados de análiseAULA 15 ‐ Ação sísmica no dimensionamento de estruturas. Dimensionamento de pilares e paredesAULA 16 ‐ Estruturas de aço ‐ Tipologias; conceção geral; Dimensionamento de colunas de açoAULA 17 ‐ Dimensionamento de vigas de aço tendo em consideração a encurvadura lateralAULA 18 ‐ Dimensionamento de vigas‐colunas. Conceitos gerais sobre pisos mistos aço‐betãoAULA 19 ‐ Concepção e dimensionamento dos sistemas de contraventamentosAULA 20 ‐ Dimensionamento dos elementos do sistema de contraventamento transversalAULA 21 ‐ Concepção das ligações em estruturas metálicasAULA 22 ‐ Dimensionamento de ligações soldadas e aparafusadas AULA 23 ‐ Dimensionamento de ligações aparafusadas correntes e pré‐esforçadas AULA 24 ‐ Dimensionamento de ligações ‐ Exemplo de ligação viga‐colunaAULA 25 ‐ Dimensionamento de ligações ‐ Exemplo de ligação entre vigas

CONCEITOS GERAIS

DIMENSIONAMENTO DE LAJES E VIGAS DE BA

ACÇÕES e SEGURANÇA ESTRUTURAL

DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE AÇO


Aula T01 3/32DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS – Programa da UC

Aulas de Problemas

AULA 1 ‐ PROB.01 ‐ Determinação de esforços em estruturas reticuladas

AULA 2 ‐ PROB.02 ‐ Dimensionamento de treliças metálicas

AULA 3 ‐ PROB.03 ‐ Dimensionamento de Lajes e Vigas



AULA 6 ‐ PROB.06 ‐ Muro de Suporte com contrafortes

AULA 7 ‐ PROB.07 ‐ Quantificação da acção do vento

AULA 8 ‐ PROB.08 ‐ Pórticos c/ força sísmica e variação de temperatura

AULA 9 ‐ PROB.09 ‐ Reservatório de água sujeito à acção sísmica

AULA 10 ‐ PROB.10 ‐ Edifício sujeito à acção sísmica

AULA 11 ‐ PROB.11 ‐ Dimensionamento de Colunas e Vigas

AULA 12 ‐ PROB.12 ‐ Dimensionamento de Colunas – Vigas

AULA 13 ‐ PROB.13 ‐ Dimensionamento de Colunas ‐ Vigas e contraventamentos

CONCEITOS GERAIS

DIMENSIONAMENTO DE LAJES E VIGAS DE BA

ACÇÕES e SEGURANÇA ESTRUTURAL

DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE AÇO


Aula T01 4/32DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS – Elementos de Estudo

Pedro Martins Mendes, José J. Oliveira Pedro -Dimensionamento de Estruturas de Edifícios e Estruturas Especiais - Vol.1+2. IST PRESS, 2020. ISBN: 9789898481740

http://istpress.tecnico.ulisboa.pt/node/512


Aula T01 5/32DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS – Outros Elementos

Formulários e Tabelas

• Formulário diverso

• Esforços em VIGAS CONTÍNUAS

• LAJES - Esforços (cálculo elástico)

• Perfis laminados I, H, L e U

• Secções tubulares (CHS, SHS e RHS) (fabricante Corus)

• Combinação de ações e factores parciais (NP EN 1990)

• Ações em edifícios (NP EN 1991)

• Ação sísmica - Edifícios (NP EN 1998-1)

• (EC3) AÇO – Propriedades de secções-classes e resistência

• (EC3) Resistência à encurvadura de elementos de aço

• (EC3) Resistência de ligações

• Perfis laminados mais comuns

Pedro Martins Mendes, José J. Oliveira Pedro -Dimensionamento de Estruturas de Edifícios e Estruturas Especiais - Vol.1+2. IST PRESS, 2020. ISBN: 9789898481740

http://istpress.tecnico.ulisboa.pt/node/512


Aula T01 6/32TIPOS DE ESTRUTURAS

Estádio do Marítimo, FunchalBarragem de Alqueva

Edifício na Expo, Lisboa Estádio do Dragão, Porto

Torre Monsanto, Lisboa



Terceira Travessia do Tejo, Lisboa

Ponte sobre o Rio Liz, Leiria



Aeroporto da Madeira

Aeroporto de Macau


Aula T01 9/32

As estruturas podem ser classificadas tomando como referência a finalidade das construções,indicam‐se os tipos seguintes:

• estruturas de edifícios de habitação e/ou escritórios;

• estruturas com exigências especiais, tais como:

• de natureza industrial (pavilhões, chaminés, torres de refrigeração),

• de natureza cultural (museus, centros de congressos, auditórios),

• hospitais, escolas, instalações desportivas (pavilhões, estádios);

• com funções de armazenamento (reservatórios, silos, armazéns em geral),

• torres, mastros espiados e postes de distribuição de energia elétrica;

• estruturas de suporte de terras;

• estruturas hidráulicas (barragens, canais, portos, cais de acostagem de navios,…);

• pontes, viadutos e passadiços;

• túneis e obras subterrâneas;

• estruturas temporárias, tais como cimbres, palcos, bancadas e coberturas de estufas.

TIPOS DE ESTRUTURAS


Aula T01 10/32OBJECTIVOS DO PROJECTO DE ESTRUTURAS

Qual o principal aspecto do desenvolvimento do Projecto ? a Concepção, o Dimensionamento e a Análise Estrutural,ou a Definição dos Materiais e dos Processos Construtivos

É necessário dominar todas estas áreas

O Projecto define a estrutura para cumprir uma função, para uma dada localização ....

Fundação Louis Vuitton, Paris, Arq. Frank Gehry


O projeto de estruturas

deve atender aos seguintes

objetivos básicos, todos

igualmente importantes:

(i) funcionalidade,

(ii) segurança,

(iii) economia e

(iv) sustentabilidade,

(v) estética. Torres na EXPO, Lisboa – Pala da cobertura dos edifícios


FUNCIONALIDADE : Definir a forma <=> Cumprir a função

SEGURANÇA : Bom comportamento em serviço e para situações excepcionais




ECONOMIA e SUSTENTABILIDADE : Cumprir o orçamento de construção; Ter em conta os custos de manutenção e

demolição / reciclagem da estrutura





(i) funcionalidade,

(ii) segurança,

(iii) economia e






ESTÉTICA : Equilíbrio, simetria, leveza e simplicidade são conceitos potenciadoras duma adequada integração estética

das construções






(i) funcionalidade,

(ii) segurança,

(iii) economia e




Aula T01 14/32PROJECTO DE ESTRUTURAS – INSERÇÃO NA EXECUÇÃO DUM EMPREENDIMENTO

Dono de Obra

Fiscalização

Projectista

Gestão de Obra

Construtor

ESTRUTURAS +

ArquitecturaArranjos exterioresInstalações Técnicas (Electricidade, AVAC,…)TraçadoAmbienteGeologia/GeotecniaHidrologia/HidráulicaSegurança…


Aula T01 15/32PROJECTO DE ESTRUTURAS – INSERÇÃO NA EXECUÇÃO DUM EMPREENDIMENTO

O Projecto de Estruturas é fundamental para o sucesso e bom desempenho dos empreendimentos.

Mesmo no caso dos Edifícios, em que a Estrutura representa, em geral, apenas 15% a 25% do custo total da construção, ela é responsável pela segurança da generalidade dos materiais e equipamentos referentes às diversas especialidades.


Grande auditório NOVA School of Business & Economics

Aula T01 16/32A REALIZAÇÃO DO PROJECTO

Modelo BIM


• CONCEPÇÃO e PRÉ‐DIMENSIONAMENTO

• MODELAÇÃO e ANÁLISE ESTRUTURAL

• VERIFICAÇÕES DA SEGURANÇA

• PRODUÇÃO DE PEÇAS ESCRITAS E DESENHADAS

• ACOMPANHAMENTO E ASSISTÊNCIA TÉCNICA DURANTE A CONSTRUÇÃO

Aula T01 17/32A REALIZAÇÃO DO PROJECTO

Modelos Globais

Modelos Locais


Aula T01 18/32DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS – Procedimento geral

OBJECTIVO FINAL => Definir as características da estrutura DIMENSIONAR a ESTRUTURA

PROCEDIMENTO => Realização do Projecto em fases sucessivas com maior detalhe

CRITÉRIOS => Pré‐dimensionamento; Verificação da Segurança Última e em Utilização

ACÇÕES < > RESISTÊNCIAS Cargas permanentes Pré‐esforço Retracção + fluência Pressões de terras / água Sobrecargas Neve Vento Variações de temperatura Sismos Assentamentos de apoio Acções de acidente: fogo,

embate de um veículo, explosão…

Variabilidade das propriedades dos materiais

Aproximações relativas ao comportamento dos materiais

Imperfeições (ex. geométricas e tensõesresiduais, …)

Desvios / erros de execução em relação ao projecto

Avaliação das resistências: Betão Armado ‐ Plasticidade Estruturas de Aço – Plast.+ Estabilidade e Fadiga; Compósitos – Estabilidade e Deformação e Fadiga?

Efeitos das Acções: Esforços, Deformações, Vibrações…

MODELOS DE ANÁLISE MODELOS DE RESISTÊNCIA

< >


Aula T01 19/32PROGRAMA PRELIMINAR e PROGRAMA BASE

Ligação Rochinha / Alto da Pena ‐ FUNCHAL

PROGRAMA PRELIMINAR –Elaborado pelo Dono da Obra, define os objetivos e as características gerais do empreendimento: localização, elementos topográficos e geotécnicos, condicionamentos locais como construções existentes e de redes de infraestruturas, os condicionamentos funcionais e financeiros, e os prazos gerais para a elaboração do projeto e para a execução da obra

PROGRAMA BASE – Elaborado pelo Projetista, discute‐se a viabilidade dos objetivos definidos pelo Dono da Obra sob os pontos de vista técnico e financeiro, e são apresentadas as soluções consideradas mais adequadas para responder à solicitação


Aula T01 20/32ESTUDO PRÉVIO => FASE DE CONCEPÇÃO ESTRUTURAL

conceito

desenho

modelo / maquete


Aula T01 21/32ESTUDO PRÉVIO => FASE DE CONCEPÇÃO ESTUTURAL

Embora o conteúdo do Estudo Prévio possa variar consoante o tipo de estrutura, as peças escritas e desenhadas a apresentar nesta fase devem incluir as informações seguintes:

• descrição e justificação das soluções desenvolvidas (aprovadas pelo Dono da Obra no Programa Base);

• elementos gráficos (tais como plantas, alçados, cortes e/ou perfis) elucidativos da concepção e

características da obra para cada uma das soluções;

• pré‐dimensionamento dos elementos fundamentais da obra;

• definição geral dos processos de construção e dos materiais e equipamentos mais significativos;

• estimativa do custo e do prazo de execução da obra, para cada solução proposta.


Aula T01 22/32PROJECTO BASE => CONSOLIDAÇÃO DA SOLUÇÃO

Na fase de Anteprojeto, também designada por Projeto Base, é desenvolvida a solução selecionada pelo Dono de Obra.

Embora o conteúdo do Projeto Base possa variar consoante o tipo de estrutura, as peças escritas e desenhadas a apresentar nesta fase devem incluir as informações seguintes:

• memória descritiva e justificativa da solução aprovada, com descrição dos sistemas e dos processos de

construção previstos e das características dos materiais, elementos de construção, e equipamentos;

• avaliação das quantidades de trabalho a realizar por grandes itens, e estimativa de custo atualizada;

• peças desenhadas que explicitem a localização da obra, a planimetria e a altimetria das suas diferentes

partes e o seu dimensionamento;

• os elementos de estudo que serviram de base às opções tomadas;

• um programa geral dos trabalhos que sustente o prazo de execução proposto.


Aula T01 23/32PROJECTO DE EXECUÇÃO => PORMENORIZAÇÃO DA ESTRUTURA PARA CONSTRUÇÃO

O Projecto de Execução deve incluir as peças escritas e desenhadas que justifiquem e permitam a construção da estrutura, nomeadamente:

• Memória descritiva e justificativa, incluindo a descrição geral da obra e da solução adotada, e a indicação das características dos materiais e dos elementos da construção;

• Cálculos justificativos relativos ao dimensionamento completo e detalhado de todos os elementos que compõem a estrutura;

• Medições e mapa de quantidade de trabalhos;

• Orçamento baseado nas quantidades e qualidades de trabalho constantes das medições e nos preços unitários estimados;

• Peças desenhadas, as quais devem conter as indicações numéricas e a representação de todos os pormenores necessários à perfeita compreensão e execução da obra;

• Condições técnicas, gerais e especiais, do caderno de encargos, que inclui a definição

• das características dos materiais a utilizar na obra e as normas associadas;

• dos procedimentos para execução de todos os trabalhos previstos, bem como as tolerâncias, as regras de aceitação e os ensaios a realizar.


Aula T01 24/32

Grande auditório NSBEPLANTA DE FUNDAÇÕES


Aula T01 25/32

Grande auditório NSBECORTE LONGITUDINAL PELO EIXO 3.B


Grande auditório NSBEBETÃO ARMADO DAS VIGAS

Aula T01 26/32

Grande auditório NSBEBETÃO ARMADO DAS VIGAS


Aula T01 27/32

Grande auditório NSBECONSTRUÇÃO METÁLICA –TRELIÇA 1


Aula T01 28/32ASSISTÊNCIA TÉCNICA => ACOMPANHAMENTO DA CONSTRUÇÃO

A Assistência técnica constitui simultaneamente uma obrigação e um direito por parte do Projetista, compreende as atividades seguintes:

• o esclarecimento de dúvidas relativas ao projeto durante a fase do concurso para adjudicação da empreitada;

• a prestação de apoio ao Dono da Obra na apreciação e comparação das propostas técnica apresentadas pelos concorrentes;

• a prestação de informações e esclarecimentos, solicitados ao Dono da Obra pelo Empreiteiro, sobre aspetos relativos à interpretação das peças escritas e desenhadas do projeto.

REVISÃO DE PROJECTO => CONFIRMAÇÃO DA QUALIDADE DO PROJECTO

A Revisão do Projecto realizada por uma entidade qualificada e independente do Projetista é uma prática positiva e necessária nas grandes obras.

À revisão do projeto compete apreciar e emitir pareceres sobre a qualidade técnica do projeto, não lhecompete avaliar a solução de concepção a menos que esteja em causa a segurança estrutural.


Aula T01 29/32TRABALHOS COMPLEMENTARES DE APOIO AO PROJETO

Para apoio do Projecto são necessários um conjunto de Trabalhos Complementares, como sejam:

• Levantamentos de campo (e.g., levantamentos topográficos e de serviços afetados);

• Estudos geológicos, geotécnicos e hidráulicos;

• Relatórios de estudos e de ensaios laboratoriais;

• Estudos ambientais incluindo DIA declaração de impacto ambiental;

• Plano de prevenção e gestão de resíduos de construção e demolição.



Prospecção geotécnica

Modelos para ensaio em túnel de vento

Resultados de uma sondagem à rotação com recolha de amostra e ensaios SPT



Ensaio até à rotura de uma viga mista aço‐betão de alma cheia

Ensaio até à rotura de uma treliça mista aço‐betão de uma passagem de peões

Ensaios de modelos físicos em laboratório



Modelo seccional de uma ponte de tirantes

Modelo global da cobertura do estádio do Dragão

Ensaios em túnel de vento

funcionamento – aulas online; avaliação online (a confirmar) · aula 17 ‐dimensionamento de...

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