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Reabilitação Sísmica

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ICIST
Assessoria na Reabilitação Sísmica do Edifício 
da Escola D. João de Castro, em Lisboa. 
Avaliação da Resistência Sísmica do Edifício 
através de Modelos de Elementos Finitos. 
 
 
 
Estudo realizado para a Parque Escolar, E. P. E. 
Dezembro de 2008 
 
Relatório ICIST 
EP nº --/08 
 
ÍNDICE GERAL 
 
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 1 
CAPÍTULO 2. DESCRIÇÃO DA ESTRUTURA E DA SOLUÇÃO DE REFORÇO PRECONIZADA .... 5 
2.1  LOCALIZAÇÃO E DESCRIÇÃO DA ESTRUTURA DA ESCOLA ................................................... 5 
2.2  DESCRIÇÃO DAS SOLUÇÕES DE REFORÇO SÍSMICO ADOPTADAS ........................................ 7 
2.2.1  Reforço das Paredes Portantes em Alvenaria com Reboco Armado ............................... 7 
2.2.2  Pregagens da Cimalha à Laje de Esteira ........................................................................ 10 
2.2.3  Encamisamento de Pilares de Betão Armado ................................................................. 10 
2.2.4  Estrutura de Travamento do Frontão .............................................................................. 10 
CAPÍTULO 3. MODELAÇÃO DO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DO EDIFÍCIO DA ESCOLA 13 
3.1  INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 13 
3.2  O MODELO COMPUTACIONAL .......................................................................................... 13 
3.3  ANÁLISE MODAL - RESULTADOS ...................................................................................... 19 
3.4  ESFORÇOS E TENSÕES - RESULTADOS ............................................................................ 20 
CAPÍTULO 4. CONCLUSÕES .............................................................................................................. 37 
CAPÍTULO 5. AGRADECIMENTOS .................................................................................................... 39 
 
 ii
 
 
 1
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO 
A Parque Escolar, E. P. E., solicitou assessoria científica e técnica ao Instituto de Engenharia de 
Estruturas, Território e Construção, do Instituto Superior Técnico (ICIST), para acompanhamento do 
projecto de execução e dos trabalhos relativos à empreitada de remodelação da Escola Secundária 
D. João de Castro, em Lisboa. A assessoria solicitada ao ICIST visa a verificação das condições de 
segurança sísmica (estrutural) do edifício da escola, nas condições em que este se encontrará após a 
implementação do novo programa arquitectónico e do respectivo projecto de estabilidade, e a 
indicação de medidas a adoptar pela equipa de projecto de estabilidade, no caso de se concluir, às 
luz da regulamentação actualmente em vigor, serem insuficientes os níveis de segurança do edifício 
face à acção sísmica. 
Sendo previsível a identificação de deficiências na estrutura original do edifício da escola, do ponto de 
vista de resistência sísmica, agravada pela inclusão de alterações arquitectónicas e pela recente 
actualização dos parâmetros de definição da acção sísmica, solicitou a Parque Escolar ao ICIST a 
definição e caracterização duma solução de reforço estrutural para o edifício. Numa análise 
preliminar, considerou-se desejável actuar sobre a estrutura existente reforçando as paredes de 
alvenaria portantes, estabilizando o frontão existente sobre a entrada principal, reforçando os pilares 
de betão armado existentes e promovendo a ligação entre as paredes exteriores de alvenaria e os 
pisos. Na definição da solução de reforço, tendo em conta a necessidade da sua adaptação às 
circunstâncias da obra, já em curso, e do projecto de arquitectura, participaram para além de 
investigadores do ICIST, elementos da equipa de projecto de estabilidade (BETAR, Estudos e 
Projectos de Estabilidade, Lda), da entidade adjudicante (Parque Escolar, E. P. E.), da equipa de 
fiscalização (GESBAU – Engenharia e Gestão, Lda.) e da equipa de direcção de obra (HCI 
Construções, S.A.). No anterior relatório relativo à presente consultoria (Relatório ICIST EP 29/08) 
descreveu-se a solução de reforço sísmico proposta para o edifício da escola. Foi também solicitado 
ao ICIST a caracterização mecânica e resistente da solução de reforço das paredes portantes (em 
alvenaria (ordinária) de pedra e de blocos de betão), definida por consenso, bem como a 
caracterização dinâmica do edifício através de ensaios de caracterização modal. Os resultados 
destas campanhas experimentais, descritos no anterior relatório relativo à presente consultoria 
(Relatório ICIST EP 29/08), serão utilizados na análise global do edifício com modelos 
computacionais de elementos finitos, a que se refere o presente relatório. As actividades de 
assessoria científica e técnica às obras e de realização dos ensaios experimentais constituíram 
objecto do anterior relatório (Relatório ICIST EP 29/08) e a parte relativa à verificação da segurança é 
o objecto do presente relatório. Refira-se que estas acções realizadas pelo ICIST se enquadram no 
contrato intitulado Assessoria na Reabilitação Sísmica do Edifício da Escola D. João de Castro, em 
Lisboa, assinado entre a Parque Escolar e o ICIST. 
O programa de ensaios experimentais realizado compreendeu as seguintes campanhas: 
 2
• ensaios de carga de elementos de parede de blocos de betão, não reforçados (ABB NR) e 
reforçados (ABB R), solicitados por forças horizontais no seu plano médio; 
• ensaios de carga de elementos de parede de alvenaria (ordinária) de pedra, não reforçados (AP 
NR) e reforçados (AP R), solicitados por forças horizontais no seu plano médio; 
• ensaios de identificação modal da estrutura do edifício. 
Os ensaios de carga de elementos de parede solicitados por forças horizontais no seu plano médio 
pretendiam quantificar e caracterizar o comportamento mecânico das paredes de alvenaria (de pedra 
e de blocos de betão), que constituem os principais elementos portantes da estrutura, tanto para 
cargas verticais como para cargas/deslocamentos horizontais. Dado que se previa o reforço das 
paredes de alvenaria, estudou-se separadamente o comportamento de paredes antes e após o 
reforço. Desta forma, foram ensaiados à rotura quatro modelos físicos de paredes de alvenaria 
(paredes de alvenaria (ordinária) de pedra ou de blocos de betão, não reforçadas e reforçadas). Na 
figura seguinte representam-se dois dos quatro modelos de parede ensaiados e na tabela seguinte os 
resultados obtidos. 
 
Figura 1.1 – Vista geral de dois modelos de parede em alvenaria de blocos de betão e em alvenaria de pedra. 
Parede Reforço Secção Transv. 
Esforço normal 
aplicado 
Tensão de 
compressão aplicada 
Força horizontal 
última 
Tensão de corte 
última 
ABB 
NR 1,50 x 0,20 m2 230,62 kN 768,73 kPa 131,46 kN 438,20 kPa 
R 1,50 x 0,20 m2 223,51 kN 745,03 kPa 158,52 kN 528,40 kPa 
AP 
NR 1,05 x 0,48 m2 414,74 kN 822,90 kPa 158,80 kN 315,08 kPa 
R 0,98 x 0,48 m2 504,46 kN 935,91 kPa 262,77 kN 558,61 kPa 
Tabela 1.1 – Resultados dos ensaios cíclicos. 
 3
O programa de ensaios experimentais de identificação modal da estrutura do edifício tinha como 
objectivo a determinação dos valores das frequências próprias do edifício, mais relevantes para o seu 
desempenho sísmico, assim como a identificação das tipologias modais predominantes. Foram 
identificadas as seguintes frequências próprias mais relevantes, referentes ao comportamento no 
plano horizontal do edifício da Escola Secundária D. João de Castro: 
Direcção X (E–O) Modo fundamental com frequência de 5.1 Hz, modo secundário (translação 
oblíqua ou torção) com frequência de 6.4 Hz e segundo modo de translação 
com frequência de 9.1 Hz. Os resultados apresentam um elevado grau de 
consistência. 
Direcção Y (N–S) Modos fundamentais com frequências de 5.8 Hz e 6.1 Hz e 2º modo de 
translação com frequência

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