Estrutura Metálica do CCCCB

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O verdadeiro espírito da Estrutura Metálica e Mista
Centro de Cultura Contemporânea de Castelo Branco
Seminário | IPCB | 13 de Maio de 2014

O CCCCB, concluído em 2013, é um dos inúmeros
equipamentos culturais da CMCB que visa promover a
cultura na cidade de Castelo Branco e, também, no
interior do país.
A empresa construtora Constrope-Congevia convidou o
gabinete de projectos DX2 Engenharia para
desenvolver o projecto de execução de estabilidade, no
intuito de complementar o projecto base, adaptar
determinadas soluções às características reais da obra
e optimizar a estrutura, sempre que possível.
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1. Enquadramento

O edifício está situado mesmo no Centro da Cidade de Castelo Branco e o
projecto arquitectónico é da autoria do arquitecto catalão Josep Lluis
Mateo, em colaboração com o arquitecto português Carlos Reis de
Figueiredo, tendo representado um investimento de cerca de cinco milhões
de euros.
O edifício é vazado, revestido a chapa metálica e madeira, com
4 pisos:
Piso -1: Entrada / Recepção / Área Expositiva / Serviços de Apoio,
Piso 0: Pista de Patinagem Gelo Sintético,
Piso 1: Área Expositiva / Auditório Música de Câmara,
Piso 2: Área Expositiva /Auditório Música Câmara / Cafetaria.
1. Enquadramento (cont.)

A estrutura do edifício, além de conter várias soluções
metálicas e mistas em alguns elementos resistentes
(vigas e lajes), é, ela própria, uma solução mista aço-
betão (consolas metálicas – núcleo de betão).
Ao contrário do que possa parecer para alguns
observadores, a estrutura principal é muito simples,
baseando-se no princípio do equilíbrio entre dois
corpos balançados, sendo o desequilíbrio
remanescente (provocado pelas diferentes dimensões
das consolas) absorvido pelo corpo central, em betão
armado.
2. Solução estrutural

Equilíbrio entre dois
corpos balançados
2. Solução estrutural (cont.)

Corte esquemático da estrutura – corpos balançados

As duas consolas do edifício, de 21 e 16 metros, são
conseguidas através de duas grandes vigas
trianguladas metálicas (vigas trianguladas principais),
de cada um dos lados, e que ficam integradas nas
fachadas laterais do edifício.
Além das vigas trianguladas principais, existem vigas
trianguladas secundárias, transversais, de forma a
fornecer à estrutura alguma rigidez na direcção
transversal do edifício.
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Consola frontal do edifício:
Vigas trianguladas principais
e viga triangulada secundária

Consolas frontal e traseira do edifício – vigas trianguladas

A ligação das consolas ao núcleo central de betão é
realizada em toda a zona de contacto, através de
pernos deixados à betonagem, sendo os elementos
de betão armado, nessas zonas, altamente reforçados
com a introdução de varões e chapas metálicas.
Além de se garantir a resistência aos ELU das
ligações, houve uma grande preocupação em tentar
garantir que o betão à vista não abra fendas nas
zonas de contacto com tensões muito elevadas.
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3. Ligações estrutura metálica – betão armado

Ligações
utilizadas na
união entre a
estrutura
metálica e os
elementos de
betão armado
3. Ligações estrutura metálica – betão armado (cont.)

Pormenores de algumas ligações entre
a estrutura metálica e o betão armado
3. Ligações estrutura metálica – betão armado (cont.)

Alguns tipos de
ligações utilizadas na
união entre
elementos metálicos
As ligações entre elementos metálicos são aparafusadas e
soldadas.
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4. Ligações entre elementos metálicos

Pormenores de
algumas ligações
metálicas
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4. Ligações entre elementos metálicos (cont.)

A grande mais-valia desta obra está na solução das estruturas
de suporte dos pavimentos do piso 1 e da cobertura, tendo-se
conseguido vencer vãos de 18 metros, equilibrando o peso com
a deformação da estrutura.
A solução encontrada passa pela introdução de vigas e lajes
mistas (ligadas por conectores metálicos), que é, sem dúvida, a
solução económica ideal em situações deste género.
As vigas dos pisos são calculadas como secções mistas, o que
permite um aumento considerável na rigidez do piso e
possibilita a utilização de menores secções de perfis metálicos,
traduzindo-se numa grande redução de peso do aço empregue
na obra.
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5. Vigas e lajes mistas

Vistas superior (ainda sem chapa colaborante) e inferior (já com chapa
colaborante) das vigas mistas da cobertura
5. Vigas e lajes mistas (cont.)

Cortes esquemáticos das vigas e lajes mistas

As lajes dos pisos são, também, mistas, constituídas
por chapas metálicas colaborantes e betão armado.
A chapa perfilada colaborante, além de ser um
elemento resistente (substituindo grande parte da
armadura inferior), é ela própria uma cofragem
autoportante, deixando de ser necessária a fase de
descofragem do betão e sendo reduzida (ou mesmo
dispensada) a utilização de escoramentos verticais.
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Uma vez que as lajes são nervuradas, existe ainda
uma redução do volume e peso de betão, por
comparação com uma laje maciça da mesma
espessura.
Outra grande vantagem das lajes mistas, pelos motivos
atrás expostos, é a velocidade de execução dos
trabalhos, o que se traduz em excelentes rendimentos
em obra.
Em caso de incêndio, as lajes estão dimensionadas
para resistirem aos ELU apenas como lajes de betão
armado.
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Vista inferior da
solução mista
(vigas e lajes) do
Piso 1

Planta estrutural da cobertura

A estrutura foi estudada através de um modelo
tridimensional global.
Neste modelo foram tidas em conta as acções do
vento e do sismo, além das cargas permanentes e
sobrecargas, de modo a estudar o comportamento
geral da estrutura, quer em relação aos estados
limites últimos de rotura, quer em relação aos
estados limites de serviço.
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6. Modelo global

Esquema do modelo tridimensional
6. Modelo global (cont.)

Estrutura de betão armado
7. Desenvolvimento da obra

Estrutura metálica
7. Desenvolvimento da obra (cont.)

Cobertura

Revestimentos

Obra concluída

O verdadeiro espírito da solução metálica e mista:
- Concepção mista (consolas metálicas / núcleo de betão)
- Lajes mistas (chapa metálica / lâmina de betão)
- Vigas mistas (perfis metálicos / laje mista)
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8. Conclusão

Podia então o CCCCB ser projectado
de outra forma e com outros
materiais?
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8. Conclusão (cont.)

Podia!
Mas não era a mesma coisa!
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8. Conclusão (cont.)

Para questões relacionadas com o projecto de execução:
Eng. José Colen
geral@dx2.pt
www.dx2.pt
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Obrigado!

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