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INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA

rea Departamental de Engenharia Civil

Projeto de Estruturas de um edifcio em beto armado com

recurso ao programa de clculo automtico ETABS.

PEDRO MIGUEL FERNANDES MOUTINHO

Licenciado em Engenharia Civil

Trabalho de Projeto para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Doutora Ana Rita Faria Conceio de Sousa Gio, Prof. Adjunta Convidada (ISEL) Doutor Paulo Henrique Mendes, Prof. Adjunto (ISEL)

Jri: Presidente: Mestre Cristina Ferreira Xavier de Brito Machado, Prof. Coordenador do ISEL Vogais: Doutora Ana Rita Faria Conceio de Sousa Gio Mestre Antnio Carlos Teles de Sousa Gorgulho

Dezembro de 2015

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA

rea Departamental de Engenharia Civil

Projeto de Estruturas de um edifcio em beto armado com

recurso ao programa de clculo automtico ETABS.

PEDRO MIGUEL FERNANDES MOUTINHO

Licenciado em Engenharia Civil

Trabalho de Projeto para obteno do grau de Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Doutora Ana Rita Faria Conceio de Sousa Gio, Prof. Adjunta Convidada (ISEL) Doutor Paulo Henrique Mendes, Prof. Adjunto (ISEL)

Jri: Presidente: Mestre Cristina Ferreira Xavier de Brito Machado, Prof. Coordenador do ISEL Vogais: Doutora Ana Rita Faria Conceio de Sousa Gio Mestre Antnio Carlos Teles de Sousa Gorgulho

Dezembro de 2015

v

RESUMO

O presente trabalho intitulado Projeto de Estruturas de um edifcio em beto armado com recurso ao

programa de clculo automtico ETABS tem como objetivo dimensionar um edifcio de 5 pisos situado em

Lisboa. Para tal, aplicaram-se os Eurocdigos como regulamentao. Apesar destas normas ainda no

serem obrigatrias em Portugal, h perspetivas de que o sero brevemente.

Devido complexidade que estes projetos por vezes apresentam, foi adotado um modelo numrico

elaborado no programa de clculo automtico ETABS2015, que se baseia no mtodo dos elementos finitos.

Esta abordagem permite obter resultados mais corretos e com maior rapidez do que o recurso ao clculo

manual. Alm do recurso ao clculo automtico, utilizaram-se tambm outras tcnicas aprendidas ao longo

do curso de Engenharia Civil.

Este projeto composto por vrias fases: conceo estrutural, que teve por base as plantas de arquitetura,

definio das bases de projeto, construo do modelo, classificao do sistema estrutural e da regularidade

estrutural, passa pela anlise ssmica e termina com o dimensionamento dos vrios elementos estruturais.

Finalmente so efetuadas as pormenorizaes de dimensionamento dos diversos elementos estruturais.

O programa de clculo automtico, ETABS, uma ferramenta muito til para execuo do projeto, dando

resultados fidedignos. Contudo, como em qualquer programa de clculo automtico, os resultados obtidos

devem ser analisados com esprito crtico pois podem existir erros na modelao.

palavras-chave: Projeto de Estruturas; beto armado; dimensionamento; Eurocdigos; ETABS2015;

anlise ssmica.

vii

ABSTRACT

The aim of this study, entitled Structure Project of a Reinforced Concrete Building using the automatic

calculation program ETABS is sizing a five-floor building to be located in Lisbon. To accomplish this task,

the Eurocodes were used as standards. These standards are not yet mandatory in Portugal. However, it is

expected that the use of these rules will become mandatory soon.

Due to the complexity of these projects, a numerical model created with the ETABS2015 calc automation

software, based on the method of finite elements. With this approach, results are more correct and obtained

faster.

Besides the use of an automation tool, several techniques learnt along the courses of Civil Engineering

Master were used.

This project included several steps: the structural design, which was based on architectural plans, definition

of the bases of the project, model construction, classification of structural system and structural regularity,

followed by seismic analysis and ends with the sizing of various structural elements. Finally, the drawing of

the various structural elements will be performed.

The programme for automatic calculation, ETABS, is a very useful tool for project implementation, giving

reliable results. Nevertheless, as in any other programme for automatic calculation, the obtained results

must be examined critically due to possible mistakes ascribed to data entry by the user.

key-words: Project of structures; reinforced concrete; sizing; Eurocodes; ETABS2015; seismic analysis.

ix

AGRADECIMENTOS

Esta pgina serve para expressar os meus agradecimentos a todos aqueles que fizeram parte deste longo

percurso acadmico:

Aos meus pais que sempre me apoiaram, sempre me deram fora e sempre me disponibilizaram tudo o

que necessitei custa de muito sacrifcio;

A todos os colegas que fizeram parte desta caminhada, por toda a pacincia, companheirismo e pelos

momentos passados;

Aos meus orientadores, Rita Gio e Paulo Mendes, por toda a disponibilidade e apoio para atingir este

objetivo;

Ao Toms, da CSI Portugal, pela pacincia e pela ajuda fundamental nesta fase final;

Ao Edgar, ao Vtor, ao Bruno e ao Batalha por toda a companhia e amizade;

Ao Mendes por toda a pacincia, vontade de ajudar e pela imensa importncia que teve para mim;

Sara por todo o carinho e apoio;

Ao Instituto Superior de Engenharia de Lisboa por todas as condies dadas e pelo ambiente magnfico e,

em particular, aos meus professores pelo conhecimento que me transmitiram.

A todos eles, o meu muito obrigado.

xi

NDICE

1. INTRODUO ..................................................................................................................................... 1

1.1 ENQUADRAMENTO DO TEMA........................................................................................................... 1

1.2 OBJETIVOS E METODOLOGIA .......................................................................................................... 2

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ............................................................................................................ 2

2. DESCRIO DO EDIFCIO, MATERIAIS E AES .......................................................................... 3

2.1 CARACTERIZAO DO EDIFCIO ...................................................................................................... 3

2.2 MATERIAIS .................................................................................................................................... 4

2.2.1 Beto ....................................................................................................................................... 4

2.2.2 Ao .......................................................................................................................................... 4

2.3 AES .......................................................................................................................................... 4

2.3.1 Aes Permanentes ................................................................................................................ 5

2.3.2 Aes Variveis ...................................................................................................................... 6

2.3.3 Aes Acidentais .................................................................................................................. 11

2.4 COMBINAES DE AES ............................................................................................................ 11

3. CONCEO ESTRUTURAL, PR-DIMENSIONAMENTO E MODELAO ................................... 13

3.1 SOLUO ESTRUTURAL ............................................................................................................... 13

3.2 CARACTERIZAO ESTRUTURAL DO EDIFCIO ................................................................................ 14

3.3 PR-DIMENSIONAMENTO.............................................................................................................. 14

3.3.1 Lajes ..................................................................................................................................... 15

3.3.2 Vigas ..................................................................................................................................... 15

3.3.3 Pilares ................................................................................................................................... 16

3.4 MODELAO ............................................................................................................................... 18

3.4.1 Aes .................................................................................................................................... 19

3.5 SIMPLIFICAES ADOTADAS ........................................................................................................ 19

4. EFEITOS DA AO SSMICA .......................................................................................................... 21

4.1 REGULARIDADE EM PLANTA ......................................................................................................... 21

4.2 REGULARIDADE EM ALTURA ........

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