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7/29/2019 Koolhaas Casa Da Musica - PORTO

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A Engenharia da Casa da Msica

AFAssociados Projectos de Engenharia, SARui Furtado Rui Oliveira Pedro Mos Paulo Silva Marco Carvalho

Joaquim Viseu Lus Graa

A Casa da Msica uma daquelas obras em que a Arquitectura e a Engenharia so indissociveis e se

potenciam mutuamente. O desafio era encaixar um complexo programa funcional num objecto com uma

forma atpica, conseguindo simultaneamente que a estrutura de suporte fizesse parte integrante do conceito

espacial do Arquitecto.

Para Koolhaas os elementos de que a Engenharia necessita constituem oportunidades e temas que vo dando

forma ao espao. Fazendo sentido estrutural, pilares e paredes inclinadas so trabalhados formalmente e

integrados no projecto, no atravs da sua dissimulao mas assumindo por vezes um protagonismo

inesperado. Este processo cria uma liberdade inicial de concepo que, atravs de um rigoroso controlo formal,

conduz ao resultado desejado.

A ideia inicial pressupunha um edifcio translcido com uma estrutura metlica. Razes de custo e a perda do

efeito de transparncia a que a densidade de elementos estruturais inevitavelmente obrigaria, levaram opo

pelo beto branco. Embora agradasse claramente a Rem Koolhaas, o beto branco s no tinha sido proposto

inicialmente por no ser um material comum nos pases do Norte da Europa, onde j difcil de encontrar mo-

de-obra qualificada para trabalhar com qualidade em beto aparente.

O projecto iniciou-se em Setembro de 1999, na sequncia de um concurso de ideias ganho pelo Consrcio

OMA / ARUP e que integrava j a AFAssociados. O projecto de escoramento e faseamento construtivo foi

realizado em 2001, no mbito de uma encomenda feita pelo Consrcio construtor AFAssociados, promovida

pelo Dono da Obra.

O Estudo Prvio devia desenrolar-se at Dezembro de 1999. Tratando-se de um projecto extremamente

complexo, em que s dificuldades tcnicas inerentes a este tipo de equipamentos (acstica, tratamento

ambiental) se associava uma geometria invulgar e uma estrutura arrojada, houve que mobilizar uma equipa

mista pluridisciplinar, reunindo semanalmente em Roterdo para discutir e acordar as solues a desenvolver at

reunio seguinte. Estrutura, zonas tcnicas, traados de condutas e courettes eram discutidas e alteradas at

sua completa integrao no edifcio.

No que se refere ao Projecto de Estruturas, foi montada uma Equipa conjunta entre os Engenheiros da ARUP e

da AFAssociados que, trabalhando em Londres durante a fase do Estudo Prvio, viabilizaram as solues

discutidas e acordadas nas reunies semanais. A partir de Janeiro de 2000, aps a entrega do Estudo Prvio, o

Projecto passou a ser desenvolvido no Porto por equipas nacionais.

Neste perodo, estava em curso a empreitada de escavao e conteno perifrica, lanada pela PORTO 2001

fora do mbito do contrato com a Equipa de Projecto, e o lanamento do concurso para a empreitada de

Estruturas estava agendado para Maro de 2000, tendo em vista a adjudicao de uma empreitada por srie de

preos.

O concurso foi efectivamente lanado em Maro mas a adjudicao, nos moldes previstos, ocorreu apenas em

Agosto de 2000 devido a atrasos na empreitada de escavao e conteno e incluso no projecto de um

terceiro nvel no parque de estacionamento.

Em termos de estruturas, para alm de haver que garantir a estabilidade global do edifcio, merecem destaque

as seguintes preocupaes fundamentais:


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encontrar um conjunto de elementos estruturais, integrados na Arquitectura, que assegurassem atransmisso das cargas fundao. A complexidade geomtrica do edifcio, em particular na zona

norte, no tornava esta tarefa fcil, obrigando considerao de um complicado sistema de

transferncia de cargas, atravs do aproveitamento estrutural de grande parte das paredes;

conseguir um elevado rigor de pormenorizao que permitisse definir a geometria do edifcio e dosseus elementos estruturais, caracterizando com rigor as aberturas e courettes destinadas s

instalaes. Tratando-se de um edifcio em beto branco aparente, muitas das infraestruturas

encontram-se embebidas no prprio beto, obrigando a que o rigor da pormenorizao se aplicasse

igualmente a estas instalaes. Os desenhos de beto armado ganharam a importncia de desenhos

de sntese e assim resultando de sucessivas iteraes entre Arquitectos, Engenheiros de Estruturas e

Engenheiros das Especialidades;

o estabelecimento de um faseamento construtivo e um sistema de escoramento compatvel com osprazos da obra e as preferncias do Empreiteiro.

o controlo da fissurao superficial, dada a sua importncia na durabilidade de um Edifcio em betobranco aparente.

a garantia de qualidade da execuo da obra, atravs da realizao de prottipos que permitissemtestar materiais e metodologias de trabalho e do estudo de processos e materiais alternativos, em

conjunto com o Empreiteiro.

No que se refere s especialidades, salienta-se a importncia das Instalaes Mecnicas, em que a geometria

irregular do Edifcio dificultava a tarefa de encontrar traados de condutas de grandes dimenses compatveis

com os requisitos da Arquitectura e as necessidades da estrutura. As elevadas exigncias de controlo acstico das

diversas instalaes e reas tcnicas determinaram a qualidade dos sistemas previstos.

EstruturaDescrio Geral

Os elementos estruturais principais do Edifcio dos Auditrios so a casca formada pelos painis

da parede exterior em beto armado e por duas grandes paredes longitudinais, laterais ao

Auditrio principal. Os painis da casca exterior so em beto armado e tm uma espessura de

0,40m. As paredes longitudinais tm 1m de espessura, sendo em certas zonas aligeiradas por

meio de vazamentos verticais circulares. Esta grande espessura deve-se ao facto de existirem

muitas, e por vezes grandes, aberturas, e assim ser importante conferir s paredes a capacidade

de encastramento para outros elementos estruturais perpendiculares.

Considerando a casca e todo o seu interior, verifica-se que o seu centro de massa se situa

desviado para Sul do centro geomtrico do seu embasamento. Este facto, e sobretudo o aumento

desta excentricidade devido aco ssmica, levou utilizao de dois pilares inclinados que do

apoio exterior a dois pontos situados na interseco de duas das suas arestas mais a Sul com a

laje do piso 0. Os pilares "cruzam" os trs pisos do parque de estacionamento, sendo unicamente

visveis a partir deste. O conjunto formado pela casca exterior, as duas paredes, os dois pilares

exteriores e ainda algumas das lajes que, funcionando como membranas, servem como nervuras

da casca, absorvendo e transferindo as foras horizontais, formam a estrutura primria e de


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contraventamento do edifcio.

Toda a estrutura monoltica em beto armado. Ainda que do ponto de vista dos estados limites

de utilizao fosse, por vezes, desejvel a utilizao de pr-esforo, o grau de hiperstaticidade e a

complexidade geomtrica da estrutura fariam com que os seus efeitos fossem muito difcil ou

mesmo impossveis de determinar.

Os painis das paredes exteriores do edifcio funcionam como uma casca tridimensional com esforos de

membrana e de flexo. O comportamento de cada painel em estado plano de tenso contribui decisivamente

para a estabilidade global do edifcio. A flexo resulta da aco do seu peso prprio e das aces transmitidas

pelas lajes que se apoiam na casca. Por vezes, estes efeitos de flexo, sobretudo devido ao peso prprio,

resultariam incomportveis se no tivessem sido providenciados certos elementos auxiliares que foram

denominados por intervenes. Salientam-se os dois grandes pilares inclinados que atravessam o lado Sul e o

lado Norte para dar apoio pontual aos painis de cobertura. Existem ainda trs pilares de seco circular que,

nascendo das vigas-parede do Auditrio pequeno, do apoio cobertura por cima.

Dada a pequena inclinao dos painis da cobertura, certos bordos livres que se pretendiam muito esbeltos

teriam deformaes excessivas se a casca de beto armado no tivesse sido substituda por estruturas metlicas

constitudas por trelias ou vigas em construo soldada de inrcia varivel. A rigidez destes bordos

fundamental nos casos em que suportam os painis de vidro das grandes aberturas.

Zona Norte

Dada a complexidade geomtrica das lajes, escadas e rampas do lado Norte, foram adoptados diversos tipos de

solues estruturais para apoio das lajes. Alm da parede longitudinal principal Norte e da casca

exterior, existem ainda duas caixas de elevador e um pilar inclinado que tambm servem como

elementos de apoio vertical. Quando possvel, as lajes apoiam-se directamente nos elementos

verticais ou na casca exterior. Nas zonas em que tal no possvel, elas apoiam-se em vigas ou

vigas-parede que por vezes esto, ainda, apoiadas noutras vigas-parede. Note-se que uma das

referidas caixas de elevador termina ao nvel do piso 0, apoiando-se excentricamente num pilar

rectangular.

Zona Sul Foyer

Do lado Sul existe o grande espao vazio do trio de entrada que cortado na parte superior pelo Auditrio

Pequeno. Existe ainda, entre este trio e a parede longitudinal Sul do Auditrio, uma faixa com 7m de largura

onde se desenvolvem comunicaes verticais e horizontais e zonas de apoio. Esta faixa limitada a Sul por um

plano estrutural vertical com 0,35m de espessura que contm zonas de parede, grandes abertura e zonas

porticadas.

O apoio vertical das lajes do lado Sul, que na zona do trio existem entre a fundao e a escada de acesso ao

Auditrio principal, e na faixa atrs referida at cobertura, constitudo pela casca exterior, a parede principal

longitudinal Sul, o referido plano vertical com 0.35m de espessura e ainda o pilar inclinado que cruza o

espao do trio.

A um nvel superior, vencendo o vo entre a casca exterior e a parede longitudinal Sul, situa-se o Auditrio

pequeno. Os seus elementos estruturais principais so duas vigas - parede com 0,45m de espessura e altura

varivel. Os pisos de tecto e pavimento so constitudos por lajes mistas ao -beto apoiadas em vigas

metlicas.

Auditrio Principal

O isolamento acstico do Auditrio Principal realiza-se por meio de uma separao da restante estrutura,


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separao que denominada por caixa dentro de caixa. Nesta separao, o pavimento, as paredes e o tecto

do Auditrio contactam com a estrutura do edifcio unicamente atravs de apoios resilientes. A laje do pavimento

em beto armado, as paredes so em estrutura metlica e o tecto constitudo por um laje mista que se apoia

em vigas metlicas. O dimensionamento dos referidos apoios foi realizado de modo a que a frequncia prpria

do sistema massa mola - massa seja inferior a 10 Hz.

Cada um dos grandes vos existentes nas extremidades do Auditrio Principal so por razes acsticas,

constitudos por dois "planos " de vidro separados entre si de 6.5m. Os vos tm uma largura de 23.2m, o vo

Nascente tem uma altura de 12.30m e o vo Poente, uma altura de 14.70m. Estas alturas so "vencidas" por trs

vidros sobrepostos. Os dois superiores so suspensos da cobertura e o inferior est apoiado na base.

A resistncia s cargas do vento conseguida atravs do perfil ondulado do vidro e por duas discretas trelias

metlicas horizontais, situadas aos teros da altura, entre os dois planos de vidro. Para cargas horizontais, os

painis de vidro vencem a vo vertical entre trelias ou entre estas e a base ou a cobertura.

Cobertura do auditrio

A laje situada por cima do Auditrio (piso 8) vence o vo de 24,2 m entre as duas paredes longitudinais

principais. Neste caso, foram adoptadas dois sistemas estruturais distintos. Nas rea do restaurante, em queentre a referida laje e a cobertura existe altura suficiente, est prevista uma laje macia que se apoia no banzo

inferior de vigas trelias metlicas afastadas entre si de 6m. Estas vigas trelias desenvolvem-se at cobertura e

tm geometrias diferentes ditadas pela forma irregular desta ltima. As vigas conferem igualmente apoio aos

painis de cobertura da casca exterior. Na restante rea deste piso, adoptaram-se vigas mistas ao-beto

constitudas por perfis reconstitudos soldados com uma altura total de 1,9m e afastadas entre si de 3m, e uma

laje igualmente mista com chapa metlica colaborante e com 0,20 m de espessura. As vigas contm aberturas

nas almas de modo a permitir a passagem de tubagens das instalaes tcnicas.

Parque de Estacionamento

As lajes que constituem os pisos dos parques de estacionamento so em beto armado, macias e fungiformes.

Apoiam-se em pilares isolados, em paredes de beto armado, nas paredes inclinadas do Edifcio dos Auditrios

e nas paredes de conteno perifrica, estas ltimas atravs de ferrolhos.

Da mesma forma que no caso do Edifcio dos Auditrios, e apesar dos seus quase 130m de comprimento, a

estrutura dos parques monoltica, sem juntas. No entanto, as duas estrutura so separadas por uma junta de

dilatao que materializada na cantoneira de apoio das lajes do parque nos painis do edifcio dos auditrios.

Os pilares so circulares com capiteis tronco -cnicos e dispem-se geralmente segundo uma malha rectangular

de 7,8 x 7,8 m2. As paredes verticais, alm de constiturem elementos de apoio vertical, funcionam tambm

como paredes corta-fogo; por vezes so igualmente apoio para as rampas de acesso.

As lajes das caves tm em geral uma espessura de 0,25m, enquanto que os capitis

tm uma altura mxima de 0,50m, incluindo a laje.

Como as cargas no piso de cobertura so bastante maiores, estas dimenses foram

aumentadas para 0,35m e 0,7m, respectivamente.


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Beto Branco

Reala-se o facto de se tratar de um edifcio em beto branco que, em grande parte, ser aparente. O beto

simultaneamente a estrutura e o acabamento final da obra. Este facto vem dar importncia necessidade de umbom comportamento da estrutura em servio. Com efeito, a manuteno do bom aspecto do beto branco

aparente em grande parte assegurada pelo controle da largura de fendas associada a uma correcta

quantificao dos esforos em estado limite de utilizao.

Assume particular importncia a correcta especificao do beto e os cuidados a ter nos trabalhos de cofragens e

armaduras, nomeadamente na manuteno da obra sempre limpa e na disponibilidade de uma mo de obra

empenhada.

Aps um trabalho de pesquisa envolvendo a equipa de Projecto e a equipa tcnica da Secil foi possvel definir

uma especificao que permitiria obter um beto com as caractersticas de cor, acabamento final,

trabalhabilidade e resistncia pretendidas.

Pretendia-se um beto da classe de resistncia C40/50, com uma dosagem mnima de 380 kg/m3 de cimento

branco BR I da classe 42.5, utilizando um inerte grado calcrio, areias finas calcrias e granticas e um filler

calcrio muito fino. a presena da areia grantica que faz com que a cor do beto seja ligeiramente

acinzentada e no amarelada como muitas vezes acontece quando se pretende um beto o mais branco possvel.

Dadas as caractersticas particulares desta obra, nomeadamente a betonagem dos grandes painis exteriores

com ngulos de inclinao que chegavam a ser de 48 com a horizontal, o caderno de encargos pedia a

construo prvia de vrios prottipos em beto branco. Com a execuo destes prottipos de grandes

dimenses, pretendia-se adquirir conhecimentos sobre os mtodos de cofragem, proteco das armaduras,

betonagem, vibrao, cura e desmoldagem e afinar a consistncia do beto a utilizar. Os vrios prottipos

simulavam diferentes inclinaes de betonagem de painis exteriores, diferentes estereotomias dos moldes, e

juntas de betonagem verticais e horizontais.

Considera-se que esta fase de aprendizagem do novo material por todos os intervenientes foi fundamental

para o sucesso da utilizao em obra do beto branco.

de referir que a compacidade necessria para se obter o acabamento e o efeito de parede pretendidos levaram

a que beto branco utilizado na obra apresentasse resistncias que o aproximavam de um C50/60, portanto

muito superior aos requisitos estruturais ou de durabilidade.

Dada a natureza desta obra, nomeadamente a betonagem dos painis inclinados, fortemente armados e

cofrados nas duas faces, levou a que no incio do Projecto (1999) fosse posta a hiptese da utilizao de beto

autocompactante (BAC). Atendendo a que na altura, o nmero de referncias onde esta tcnica fora utilizada

com sucesso era relativamente escasso, foi decidido no a utilizar. Mais tarde, em 2002, atendendo aos

desenvolvimentos da tcnica do BAC que entretanto tinham tido lugar por todo o mundo, foi decidido realizar

alguns ensaios com vista sua utilizao em partes da obra. Dos ensaios realizados foi concludo que sua

utilizao obrigava a meios que j no era possvel mobilizar no estado de desenvolvimento da obra, e por isso

foi novamente abandonada. Seria necessrio aumentar a capacidade da central de bombagem, o nmero de

meios de elevao e alterar o sistema de cofragem.

Experincias anteriores recomendavam a descofragem muito rpida das superfcies de beto branco aparente a

fim de evitar o aparecimento de manchas. A impossibilidade de o fazer em alguns painis, devido ao complexo

sistema de escoramento levantava a questo do risco de aparecimento dessas manchas, naturalmente

indesejveis e impunha uma opo ou a aceitao das manchas, ou o recurso a um ainda mais sofisticado

sistema de cofragem. A realizao atempada do prottipo foi determinante na indicao do caminho a seguir,


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uma vez que indiciava o desaparecimento das manchas com o envelhecimento do beto. Foram feitos diversosensaios em partes da obra que vieram a confirmar esse comportamento, generalizando por isso a aceitao de

uma maior tempo de permanncia da cofragem.

Manchas de sujidade e escorrimento de oxidaes que no puderam ser evitadas, acabaram por ser resolvidas

por recurso a uma limpeza final com recurso a produtos qumicos apropriados, seleccionados aps diversos

ensaios.

Toda a superfcie exterior de breto est protegida com um produto hidrfugo com vista a evitar o aparecimento

de fungos, em especial nas superfcies voltadas a Norte. As zonas inferiores das superfcies em beto aparente

sero ainda protegidas com um produto anti-grafitti que possibilita a limpeza de eventuais pinturas murais.

Clculo de esforos e dimensionamento

A anlise global do Edifcio dos Auditrios foi realizada recorrendo a um modelo tridimensional de elementos

finitos de casca.

O modelo constitudo por todos os elementos que formam a estrutura primria: a casca exterior, as duas

paredes longitudinais principais, a estrutura no alinhamento 7, o Auditrio pequeno, os pilares inclinados

exteriores e interiores, as duas caixas de escadas do lado Norte, os pilares centrais, as lajes dos pisos -2, -1, 0, 1,

vrias lajes do lado Norte, a escada principal de acesso ao Auditrio principal, a laje do piso 8, etc.

Alm de servir para determinar os esforos em todos os seus elementos devidos s aces gravticas, trmicas,

reolgicas, ssmicas e do vento, serviu igualmente para determinar os deslocamentos e as deformaes.

A necessidade de limitar a dimenso do modelo de modo a garantir a compreenso clara do seu funcionamento

estrutural, e a permitir uma rpida deteco de inevitveis erros de modelao, levou a que nele s fossem

considerados os elementos que se verificou terem importncia significativa no comportamento global da obra. Os

restantes elementos foram estudados atravs de modelos separados mais ou menos complexos, sendo as aces

por eles transmitidas estrutura primria consideradas no estudo desta. As lajes includas neste

modelo foram introduzidas de forma simplificada de modo a serem avaliados os esforos de

membrana nelas existentes e os momentos por elas introduzidos na casca exterior. O estudo dos

esforos de flexo nas lajes foi realizado em modelos separados e mais refinados.

O referido modelo deu origem a vrios outros que dele diferem apenas pelo maior refinamento e

pormenorizao da malha de elementos finitos em certas zonas. Desta forma, foi possvel estudar,

por exemplo, os painis exteriores considerando todas as suas aberturas, utilizando malhas

refinadas em zonas de concentrao de esforos e considerando aces localizadas no

introduzidas no modelo me, sem nunca deixar de considerar os esforos resultantes do

funcionamento global para todas as combinaes de aces. Como o programa utilizado permitecalcular armaduras em cascas de beto armado, estes modelos refinados serviram igualmente para

fazer uma primeira aproximao distribuio das armaduras.

Faseamento Construtivo e escoramento

A construtibilidade do Edifcio dos Auditrios da Casa da Msica constituiu um dos principais desafios para toda a

equipa envolvida no Projecto e na construo da Casa da Msica. A estabilidade das paredes inclinadas durante

a construo e o facto de a estrutura s ser estvel no seu conjunto, isto , aps concluso de toda a casca

exterior, obrigaram a um estudo especfico do faseamento construtivo de toda a estrutura, que dependia

naturalmente da sequncia de construo prevista pelo empreiteiro, em funo dos seus meios de produo.


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Este estudo foi antecedido pela definio, com o empreiteiro, do tipo de escoramento e cofragem a utilizar,

fortemente condicionado pela estereotomia definida pela arquitectura, oblqua relativamente s juntas de

betonagem. A soluo encontrada est patente na fotografia anexa e tem por base duas malhas de estrutura

independentes uma estrutura principal, metlica, vertical, que dava apoio estrutura secundria, de madeira,

oblqua, sobre a qual se apoiavam os painis de cofragem propriamente ditos. Esta estrutura possibilitava a

obteno da estereotomia pretendida, assegurando o rigor da continuidade das linhas de cofragem definidas e

permitia a desmontagem dos nveis de cofragem inferiores, de modo a reduzir o tempo de permanncia do

equipamento de cofragem em obra.

O estudo de faseamento realizado tinha assim como objectivo adicional a minimizao do tempo de

permanncia das cofragens em obra, de modo a libertar as reas que lhe ficavam subjacentes para a realizao

dos trabalhos necessrios. claro que uma soluo de escoramento total que se mantivesse at ao fecho da

casca exterior do edifcio garantiria a estabilidade do edifcio durante toda a construo mas prejudicaria a

mobilidade dentro da obra e o cumprimento dos prazos, pelo que no era ento desejvel.

Nesse sentido, com base no plano de trabalhos inicial do empreiteiro, que definia a sequncia de operaes de

betonagem por ele previstas, foram definidas no edifcio 88 fases de construo cuja estabilidade foi estudada

individualmente.

A fim de possibilitar a desmontagem do escoramento dos painis inclinados ainda antes da execuo das lajes

horizontais que lhe conferiam o necessrio travamento, foram estudados dispositivos de travamento provisrio

tirantes Diwidag ancorados em peas estruturais entretanto concludas.

Neste estudo houve que dedicar ateno particular ao chamado painel 13 (o mais inclinado) e a todo o sector sul

(foyer) pela grande dimenso das peas em causa e o elevado nmero de fases abrangido por cada uma.

As reais condies de execuo da obra, em termos de faseamento, foram determinando ajustes do estudo da

estabilidade da estrutura durante a construo, tendo-se constatado que, em diversas situaes e por questes de

logstica, o empreiteiro acabou por optar pela manuteno do escoramento at fases mais tardias da obra.


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Fundaes

No Edifcio dos Auditrios foram adoptadas fundaes indirectas por meio de estacas fundadas em granito pouco

alterado, no Parque de Estacionamento foram utilizadas sapatas fundadas no estrato saibroso existente cota da

base dos pilares.

Reconhecimento Geolgico Geotcnico

O reconhecimento geolgico - geotcnico realizado constou de sondagens percusso e rotao com ensaios

SPT espaados de 1.5m . Estes ensaios foram complementados com ensaios com penetrmetro pesado tipo DPSH

para as fundaes directas (parque). Foram ainda realizadas sondagens com furao destrutiva na zona das

estacas para identificao do nvel do bed-rock. Do reconhecimento realizado pde-se concluir que o terreno

muito heterogneo com intercalaes de estratos de rocha dura com saibro (lajes de rocha).

Parque de Estacionamento

Para o dimensionamento das fundaes directas foi feito um zonamento do terreno em termos de

deformabilidade (possana e caractersticas do estrato de saibro acima da rocha). Utilizou-se um modelo de

clculo onde foi considerado o comportamento global do estrato de saibro solicitado pelas cargas localizadas

das sapatas. O critrio de dimensionamento preponderante foi a limitao de assentamentos diferenciais entre

pilares ou paredes vizinhos..

Edifcio dos Auditrios

Utilizaram-se estacas 800 e 1300 moldadas no terreno com o furo estabilizado provisoriamente com lamas

bentonticas. A escavao das estacas foi feita com recurso a trado (solo) e/ou carotadora/trado de rocha e

limpadeira (solos muito compactos e rocha branda).

As estacas foram dimensionadas para as reaces de apoio rgido do modelo 3D de clculo.

Posteriormente, no caso de estacas que no cumpriam os critrios de conformidade (ensaios snicos, carotes de

fundo de estaca, velocidades de penetrao) foram verificadas como apoios elsticos no modelo estrutural, tendo

sido avaliada capacidade de redistribuio dos macios de encabeamento e da estrutura. As estacas foram

consideradas a funcionar exclusivamente de ponta.


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Ensaios em estacas

Realizaram-se 2 ensaios de carga em estacas. O primeiro tinha como fim a avaliao da carga ltima das

estacas. (2 x carga de servio numa estaca 800). Com o segundo pretendia-se avaliar o seu comportamento

em servio (1.5 x carga de servio numa estaca 1300). Os resultados dos ensaios de carga confirmaram as

condies de execuo das estacas eram adequadas. Note-se que os ensaios de carga foram realizados j com a

obra em andamento (no foram ensaios prvios).

Foram ainda realizados ensaios snicos correntes em todas as estacas para verificao da integridade do beto

das estacas e ainda ensaios snicos cross-hole e carotagens de fundo de estaca para avaliao das condies do

p das estacas nas estacas mais carregadas e naquelas em que os registos da furao indicavam que poderia

haver anomalias.

Controlo de qualidade das estacas

Para alm da necessidade de se assegurar que a estaca estava fundada em terreno competente, foi necessrio ter

particular cuidado nas condies do fundo da estaca, pois um fundo de estaca mole provocaria assentamentos

mesmo estando no terreno de fundao previsto. Para isso, tomaram-se as seguintes medidas:

- Reduzido tempo entre a abertura do furo e a betonagem da estaca,

- Apertado controlo das caractersticas das lamas bentonticas,

- Processos de limpeza do fundo do furo.

Como j foi referido, nas estacas mais carregadas ou em que haveria suspeitas de contaminao do fundo dos

furos (tempo elevado entre furao e betonagem ou resultados dos ensaios snicos correntes inconclusivos) foram

realizados ensaios snicos cross-hole at base da estaca e, no caso de ainda restarem dvidas eram realizadas

carotagens de p de estaca (com 2m de comprimento, 1m na estaca e 1m no terreno). Houve estacas para as

quais se teve que considerar uma relao tenso -deformao reduzida e verificar as implicaes no


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comportamento estrutural.

Critrio de paragem da furao para as estacas

Devido s cargas suportadas e aos assentamentos admissveis, as estacas foram fundadas em rocha com grau de

alterao W3 (ou menor) e RQD 50%.

Inicialmente foram feitos furos nos locais de cada grupo de estacas com uma mquina de furao a gua para

determinar a cota de p de estaca (a velocidade de furao desta mquina tinha sido calibrada com a execuo

de furos prvios junto a sondagens). No entanto este equipamento foi incapaz de atravessar estratos duros que se

encontravam a pequenas profundidades e as vel. de penetrao no era sempre coerente com a vel. de

penetrao da mquina de estacas, pelo que este mtodo foi abandonado para determinar cotas de p de

estaca.

O mtodo que se revelou mais fivel para a paragem das estacas foi a anlise da velocidade de penetrao da

mquina de estacas, tendo sido realizadas algumas sondagens complementares para garantir que no se estaria

a fundar num estrato duro sobrejacente a um estrato de solo.

Os critrios adoptados para a determinao das cotas de fundo de estaca foram: comprimento mnimo definido pelos dados da prospeco geotcnica e furos prvios, paragem da furao (abaixo do comprimento mnimo) quando se regista uma velocidade de

penetrao inferior a 0.50m/h medidos num perodo de meia hora.

excepcionalmente algumas estacas tiveram comprimento inferior ao mnimo devido a nega damquina de estacas (geralmente penetrao inferior a 1m em 2 horas).


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Servios

A Casa da Msica representou um desafio na aplicao da engenharia de servios num edifcio

pblico. Alis, este edifcio foi encarado pela equipa como uma obra de arte o que motivou e

justificou partida uma abordagem particular e especfica no desenvolvimento de conceitos e

solues tcnicas.

O caminho para o sucesso no uma linha recta e o desenvolvimento do projecto transformou-se

num processo iterativo que teve como base os desenvolvimentos da arquitectura e como espinha

dorsal uma efectiva e constante comunicao entre os membros da equipa. Os procedimentos de

coordenao existentes e aplicveis para um projecto comum cedo se mostraram inadequados

para um edifcio desta natureza, pelo que seria necessrio proporcionar um apoio constante e

eficaz Arquitectura.

A definio dos pressupostos de projecto teve duas componentes distintas, as necessidades do

cliente e a integrao com a Arquitectura. A primeira componente foi amplamente explorada

atravs de uma articulao com os representantes do cliente, quer consultores, quer elementos

operacionais que de uma forma inequvoca expressaram e definiram o que esperavam

tecnicamente do edifcio o melhor edifcio do gnero no mundo.

Na fase de projecto a equipa confrontou as solues com as mais rigorosas e avanadas

ferramentas de anlise e clculo e submeteu-as de uma forma de absoluto compromisso com as

legislaes e normas nacionais ou estrangeiras de forma a conduzirem a resultados seguros e de

reduzido impacto ambiental.

Instalaes Elctricas

O projecto de Instalaes e Equipamentos Elctricos inclui uma grande diversidade de sistemas

que permitiro ao edifcio possuir solues seguras, economicamente optimizadas e acima de

tudo integradas com a arquitectura.

Podemos salientar:

- Alimentao e distribuio de energia;

- Iluminao normal, de emergncia e infra estruturas para iluminao cnica;

- Alimentao de equipamentos diversos;

- Infra estruturas telefnicas e para sistema estruturado de cablagem;

- Infra estruturas para sistemas de distribuio e captao de som e imagem;

Uma das principais particularidades do projecto das instalaes elctricas a grande interaco

com diversas instalaes, nomeadamente: as instalaes mecnicas, cnicas, hidrulicas e de

segurana. Por este motivo, a comunicao e coordenao inter-especialidade so cruciais, de

forma a permitir uma adequada integrao do conjunto.

De uma forma geral, as reas tcnicas encontram-se disseminadas por todo o edifcio,

conferindo-lhe assim uma versatilidade importante, num edifcio deste tipo.

A alimentao normal de energia elctrica ao edifcio ser realizada atravs de uma rede de

mdia tenso sendo portanto considerada a instalao de um posto de transformao constitudo

por dois transformadores em paralelo (2x1250 KVA).


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O abastecimento de energia de emergncia ser utilizado para assegurar as funes essenciais ao

funcionamento do edifcio sendo previsto para o efeito um grupo gerador constitudo por um

motor diesel e alternador com uma potncia nominal de 630 KVA. Esta fonte de energia ser

utilizada quer por equipamentos de segurana contra incndio (desenfumagem, bombas de

incndio, pressurizaes, elevadores e iluminao de emergncia), quer pelos sistemas associados

aos espectculos que devero ser mantidos em caso de falha de energia pblica.

O edifcio disponibilizar tambm de um sistema de abastecimento ininterrupto de energia, do tipo

UPS que possibilitar garantir a alimentao elctrica aos equipamentos de informtica

considerados essenciais ao funcionamento do edifcio. Este sistema ter uma potncia de

aproximadamente 30 KVA.

A distribuio da energia disponibilizada pelos sistemas referidos ser constituda por diferentes

plataformas que assentam em diferentes graus de prioridade de abastecimento elctrico, normal,

emergncia prioritrios, emergncia no prioritrios e UPS.

Como componente intrnseco da arquitectura, as solues luminotcnicas tiveram um papel

importante que se traduziu pela utilizao de sistemas tecnologicamente avanados e por mtodos

de clculo e anlise sofisticados. Dentro da diversidade preconizada pela arquitectura salientam-se

as solues de iluminao atravs de tectos de policarbonatos ou de chapa metlica perfurada.

Associada s solues luminotcnicas encontra-se a iluminao de emergncia que permitir

assegurar em caso de emergncia a iluminao ambiente, a iluminao nos corredores ecaminhos de fuga e a iluminao do tipo sinalizao do sentido de sada normal e de emergncia.

Ainda interligada aos sistemas de iluminao, mas com uma componente especfica e que contou

com uma abordagem especializada, a iluminao cnica que permitir pr disposio da

Casa da Msica sistemas profissionais para a realizao de espectculos do nvel ambicionado.

Como foi dito anteriormente, a versatilidade uma das caractersticas mais privilegiadas num

edifcio deste tipo. Neste sentido foi projectado um sistema profissional de udio e vdeo que

permitir a captao, emisso e projeco de imagens e som profissional por todo o edifcio,

incluindo a praa exterior.


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No que diz respeito aos sistemas de segurana contra intruso, sero previstos sistemas de

controlo de acessos e um circuito interno e externo de vdeo vigilncia. Est ainda preconizado um

sistema de difuso de som ambiente que poder ser usado tambm para comunicaes e

anncios gerais ou de emergncia para o pblico.

O controlo de todos os sistemas e equipamentos descritos ser centralizado numa sala de

segurana atravs de um sistema de gesto tcnica centralizada que permitir o seu controlo e

monitorizao remota.

Instalaes Mecnicas

A Casa da Msica ter ao seu dispor um conjunto de solues de climatizao que permitiro

condies ideais de conforto e qualidade de ar interior.

Os sistemas previstos incluem:

- Sistemas de Produo e Distribuio de gua refrigerada e gua quente;

- Sistemas de Ventilao e Ventilao de Emergncia;

- Sistemas de Tratamento Ambiente;

O sistema de produo de gua refrigerada ser constitudo por dois Grupos de Produo

(chillers) arrefecidos a ar por intermdio de unidades do tipo dry collers colocados no exterior do

edifcio, que permitiro o arrefecimento dos condensadores de uma forma remota. Os chillers

esto localizados numa rea tcnica do Piso -3. A potncia dos grupos produtores de gua

refrigerada de 2x780Kw, correspondendo a sua soma a 80% da carga mxima espectvel

considerando a simultaneidade de funcionamento dos diferentes espaos na carga total.

A produo de gua quente ser assegurada atravs de duas caldeiras com queimadores de gs,

localizadas no Piso 9 (ltimo piso). A potncia de aquecimento instalada de 2x750 Kw.A distribuio de gua quente e fria ser garantida por intermdio de grupos bombagem e linhas

de distribuio a cada ponto de consumo.

Os sistemas de ventilao compreendem diversas componentes, desde a ventilao higinica para

assegurar a salubridade do ar interior at solues de evacuao de fumos e pressurizao de

vias de evacuao em caso de emergncia.


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Os sistemas de tratamento ambiente incluem uma variedade de solues que vo desde os

comuns ventiloconvectores at aos sistemas displacement (Grande Auditrio) ou de pavimentos

radiantes.

O Grande Auditrio constitui-se como o local principal de todo o Complexo, facto pelo qual foi

alvo de concepo, a todos os nveis, excepcionalmente cuidada.

No que respeita s Instalaes Mecnicas, ser de referir que este local tem como condicionalismobase o facto de ser uma sala com ndice acstico NC 15, pelo que toda a instalao foi

dimensionada de modo a respeitar este requisito.

O sistema de tratamento ambiental previsto tem em conta a Arquitectura do local, em particular o

seu elevado p-direito, realizando-se a insuflao de ar junto zona de ocupao, a baixa

velocidade e com temperaturas prximas da temperatura ambiente pretendida (Sistema

displacement).

Este modo de funcionamento permite uma economia de energia substancial, pois diminui

significativamente o volume de ar a tratar, tirando partido da estratificao natural da temperaturado ar no interior do local.

O dimensionamento dos sistemas foi baseado no caudal de ar de insuflao por pessoa (12

l/s.pessoa) e funcionar sempre com 100% de ar exterior (ar novo).

A generalidade dos espaos ter o tratamento ambiente assegurado por unidades de tratamento

de ar especficas associadas a sistemas de volume de ar varivel. Este sistema permitir um

controlo de temperatura individual para cada espao e, face aos sistemas tradicionais, tem a

vantagem de estar associado a solues de menor consumo energtico.

O grande desafio que os projectistas enfrentaram foi sem dvida a integrao destes sistemas

com a arquitectura de forma a no constiturem uma limitao, mas sim um ponto de partida

para solues arrojadas. Esta interligao proporcionou uma vasta coexistncia de diferentes

sistemas e solues de engenharia aliadas a uma das grandes preocupaes presentes - a buscade conceitos energticos de alto rendimento associados a um cuidado na utilizao de tecnologias

de baixo impacto ambiental.


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Como componente essencial do conceito, a acstica teve um papel preponderante no

desenvolvimento dos sistemas de climatizao, estando presente desde o desenvolvimento dos

conceitos e filosofias. A verificao acstica imps apertadas restries e condicionalismos aos

sistemas que resultaram em solues compatveis com a performance fora de srie do edifcio.

Instalaes Hidrulicas

As Instalaes Hidrulicas constituem-se como um elemento central das instalaes tcnicas da

Casa da Msica. semelhana de um edifcio tradicional, as instalaes compreendem:

- Rede de Abastecimento de gua;

- Rede de Drenagem de guas Residuais;

- Rede de Drenagem de guas Pluviais;

- Rede de Gs;

- Produo de guas Quentes Sanitrias;

- Rede de Incndio Armada;

- Rede deSprinklers;

O abastecimento de gua ao edifcio ser proveniente da rede pblica e devido aos baixos valores

de presso dinmica verificados na zona, foi necessrio prever a infra estruturao do edifcio com

meios prprios de reserva e pressurizao da rede. Assim, consideraram-se duas alimentaes

distintas: uma para abastecimento de um reservatrio de incndio e outra para aduo de um

reservatrio de gua de consumo, ambos situados no Piso -3.

O dimensionamento foi feito de modo a garantir o abastecimento Casa da Msica por um

perodo de 24 horas, em caso de falha no abastecimento pblico. O volume til disponvel no

reservatrio de beto armado, localizado no Piso -3, de 40000 litros.

Uma das particularidades do edifcio , sem dvida, a cobertura global da rea coberta por uma

rede desprinklers. Este facto deve-se singularidade da arquitectura e possibilita um grau de

segurana contra-incndio fora de comum em edifcios desta natureza e que motivou a

necessidade de instalao de um depsito reserva com 296 000 litros.


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Estatsticas Edifcio dos Auditrios

rea de Construo

Volume de Beto BrancoVolume de Beto Cinzento

rea Total de Cofragem vistarea Total de Cofragem no vista

Cofragem / rea de ConstruoCofragem / m3 de beto

Ao em varoAo em varo / rea de Construo

Ao em varo / m3 de beto

Ao de construo

20.136 m2

17.000 m34.000 m3

27.500 m238.000 m23.25 m2 / m23.12 m2 / m3

3.300 ton164 kg / m2157 kg / m3

520 ton

Estatsticas Parque de Estacionamento

rea de Construo

Volume de Beto Cinzento

rea Total de Cofragem vistarea Total de Cofragem no vista

Cofragem / rea de ConstruoCofragem / m3 de beto

Ao em varoAo em varo / rea de Construo

Ao em varo / m3 de beto

28.500 m2

14.000 m3

44.500 m29.000 m21.88 m2 / m23.82 m2 / m3

1.700 ton60 kg / m2121 kg / m3

Equipa de Projecto

Um projecto de Engenharia sempre um acto colectivo cujo resultado final depende do contributo de toda aequipa.

O Projecto da Casa da Msica, que decorre desde Setembro de 1999 com uma equipa mdia permanente de14 pessoas (Arquitectos e Engenheiros), no foge regra.

Ove Arup & PartnersLondres

AFAssociados Projectos de Engenharia, SAPorto

Coordenao Geral Cecil Balmond, Rory Mc Gowan Rui Furtado, Antnio Ado da FonsecaEstruturas Cecil Balmond, Rory Mc Gowan, Andrew Minson,

Toby mc LeanRui Furtado, Rui Oliveira, Pedro Mos, Srgio Vale,Sara Caetano, Jorge Carneiro, Filipe Ferreira,Diogo Vasconcelos

Geotecnia Asim GabaInstalaes Hidrulicas Dorothee Richter Paulo SilvaInstalales Mecnicas Tim Thornton, Stefan Waldhauser Lus Graa, Pedro Albuquerque (RGA)

Isabel Sarmento, Marco Carvalho

Instalaes Elctricas Dane Green Antnio Jos Rodrigues Gomes, Joaquim Viseu (RGA)Instalaes de Gs Paulo Silva

Arruamentos e Infraestruturas Estvo Santana


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