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ESTUDO DE CASO 1 MASP MUSEU DE ARTE DE SÃO PAULO Janeiro/2007

ESTUDO DE CASO 1 MASP - lmc.ep.usp.br · Seqüência da Apresentação 1. Características Geométricas e Arquitetônicas 2. Características/Cargas Estruturais 3. Modelo Estrutural

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ESTUDO DE CASO 1

MASP

MUSEU DE ARTE DE SÃO PAULO

Janeiro/2007

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Seqüência da Apresentação

1. Características Geométricas e Arquitetônicas

2. Características/Cargas Estruturais

3. Modelo Estrutural

4. Análise de Esforços e Deslocamentos

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1. Características Geométricas e Arquitetônicas

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1. Características Geométricas e Arquitetônicas

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2. Características Estruturais

Laje Nervurada/Vigas de Piso• Laje Nervurada situada na cota +8,40 m, com 50 cm de espessura , responsável pela sustentação de uma carga de 500 kgf/m2;

OBS: A Laje Nervurada é suspensa por tirantes à duas Vigas protendidas, com 70 m de comprimento, 2,50 m de largura e 3,50 m

de altura com topo na cota +14,50 m;

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2. Características Estruturais

Cobertura/Vigas de Cobertura

• A cobertura da cota +17,63 m é composta por lajes calha apoiadas em vigas de concreto

armado que, por sua vez, descarregam em vigas protendidas de 2,5 m de largura e 4,0 m

de altura, com 74 m de vão;

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2. Características Estruturais

PilaresAs vigas protendidas do piso e da cobertura se

apóiam em 4 pilares, situados nas extremidades das vigas. Estes pilares são ocos próximos à cobertura, contendo um pendulo interno, de

modo a evitar que os efeitos de dilatação/contração das vigas acarretem na transferência de esforços para os pilares e

consequentemente acarretem em momentos fletores;

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2. Características Estruturais

Laje Nervurada

(Cota +8,40 m)

Pilares

(Ocos na região das vigas de Cobertura)

Vigas Protendidas de Cobertura

(Cota 17,63 m)

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2. Características Estruturais

Regiões “Ocas” dos Pilares na Cobertura (Pendulo interno para evitar introdução de momentos fletores nos pilares por esforços de retração/dilatação advindo

das vigas)

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2. Características Estruturais

Lajes Calhas apoiadas em Vigas de Concreto Armado

Pilares

(Ocos na região das vigas de Cobertura)

Vigas Protendidas de Cobertura

(Cota 17,63 m)

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2. Características Estruturais

Laje Nervurada

(Cota +8,40 m)Tirantes de Suspensão da Laje Nervurada

Viga Protendida do Piso

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17.70

VISTA LATERALESCALA 1:250

7,9

00,5

02,6

03,5

03,2

03,5

0

4,00 4,0070,00

FUNDAÇÕESSOBRE ATERRO

LAJES CALHA DE CONCRETO ARMADOAPOIADA NA COBERTURA

LAJE PENDURADANA VIGA PRINCIPAL

TIRANTES

VIGAS DE CONCRETO ARMADO

LAJE APOIADA NA VIGA PRINCIPAL

VIGAPRINCIPAL

VIGA DE COBERTURA

CONSOLO

PÊNDULO INTERNOAO PILAR

CASCA DE CONCRETO ARMADO

SAPATAS EXCÊNTRICAS

PILARES PRINCIPAISTRECHOS MACIÇOS

00.00

08.40

14.50

2. Características Estruturais

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17.70

VISTA LATERALESCALA 1:250

7,9

00,5

02,6

03,5

03,2

03,5

0

4,00 4,0070,00

FUNDAÇÕESSOBRE ATERRO

LAJES CALHA DE CONCRETO ARMADOAPOIADA NA COBERTURA

LAJE PENDURADANA VIGA PRINCIPAL

TIRANTES

VIGAS DE CONCRETO ARMADO

LAJE APOIADA NA VIGA PRINCIPAL

VIGAPRINCIPAL

VIGA DE COBERTURA

CONSOLO

PÊNDULO INTERNOAO PILAR

CASCA DE CONCRETO ARMADO

SAPATAS EXCÊNTRICAS

PILARES PRINCIPAISTRECHOS MACIÇOS

00.00

08.40

14.50

2. Características Estruturais 17.70

7,9

00,5

02,6

03,5

03,2

03,5

0

4,00 4,0070,00

FUNDAÇÕESSOBRE ATERRO

LAJES CALHA DE CONCRETO ARMADOAPOIADA NA COBERTURA

LAJE PENDURADANA VIGA PRINCIPAL

TIRANTES

VIGAS DE CONCRETO ARMADO

LAJE APOIADA NA VIGA PRINCIPAL

VIGAPRINCIPAL

VIGA DE COBERTURA

CONSOLO

PÊNDULO INTERNOAO PILAR

CASCA DE CONCRETO ARMADO

SAPATAS EXCÊNTRICAS

PILARES PRINCIPAISTRECHOS MACIÇOS

00.00

08.40

14.50

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2. Características Estruturais

14.50

7,9

00,5

02,6

03,5

03,2

03,5

0

5,00 2,50 15,00 2,50 5,00

LAJE NERVURADA

TIRANTES DE SUSPENSÃO

VIGAS PROTENDIDAS

PILARES OCOS (SUPERIOR) / MACIÇOS (INFERIOR)

VISTA FRONTALESCALA 1:150

17.70

08.40

00.00

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2. Características Estruturais

14.50

7,9

00,5

02,6

03,5

03,2

03,5

0

5,00 2,50 15,00 2,50 5,00

LAJE NERVURADA

TIRANTES DE SUSPENSÃO

VIGAS PROTENDIDAS

PILARES OCOS (SUPERIOR) / MACIÇOS (INFERIOR)

VISTA FRONTALESCALA 1:150

17.70

08.40

00.00

14.50

7,9

00,5

02,6

03,5

03,2

03,5

0

5,00 2,50 15,00 2,50 5,00

LAJE NERVURADA

TIRANTES DE SUSPENSÃO

VIGAS PROTENDIDAS

PILARES OCOS (SUPERIOR) / MACIÇOS (INFERIOR)

17.70

08.40

00.00

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2. Características Estruturais

Vigas

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2. Características Estruturais

Vigas

G

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2. Características Estruturais

Vigas

GCaracterísticas Geométricas:

Área = A = 4,78 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 8,4491 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 6,659 m4

Estádio I

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2. Características Estruturais

Vigas

Para efeitos de cálculo da Inércia da Seção nas condições do Estádio II, adotou-sem, apenas para efeitos didáticos,

as seguintes simplificações:

• Hipótese da viga do Masp ser de concreto armado;

• Seção transversal simplificada por uma seção retangular com largura de 2,35 m, altura de 3,50 m, altura útil de

3,10 m e área de Aço de 957,7 cm2

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2. Características Estruturais

Vigas

Objetivos da Análise do Estádio II:

Comparar os deslocamentos nos vãos centrais do MASP considerando a Inércia aproximada da

situação de protensão completa (mais próxima da real) como sendo aquela do Estádio I (“sem fissuração”), frente à utilização da Inércia

aproximada do Estádio II, ou seja, supondo-se que esta mesma viga seria constituída e dimensionada

com modelo de concreto armado

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2. Características Estruturais

Vigas

( ) 2

2

4

4

100589196

7,31931050

05,3193145560085,0560085,0

45

)6118(1502,3

)(14335,3

mkNIEcsEIeq

mkNEcs

MPafckEcs

MPaFck

NBRAComAcordoDeeEquivalentInérciaDeMomentomIeq

daSimplificaSeçãoDaIIEstádioDoInérciaDeMomentomI

EQEQ

II

×=×=

=

=××=××=

=

=

=

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2. Características Estruturais

Pilares

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

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2. Características Estruturais

Pilares

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

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2. Características Estruturais

Pilares

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

Estádio I

) )6118(2980231407,0

7,31931050

05,3193145560085,0560085,0

45

2)(

2

NBRmkNIEcsEIeq

mkNEcs

MPafckEcs

MPaFck

EstádioI ×=××=

=

=××=××=

=

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2. Características Estruturais

Pilares

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

Estádio I

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2. Características Estruturais

Pilares

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

GXg

Yg

ESCALA 1:40

Unidades em metros (m)

Características Geométricas:

Área = A = 10,0 m2

Momento de Inéricia em torno do eixo Xg = Ixg = 5,2083 m4

Momento de Inéricia em torno do eixo Yg = Iyg = 13,3333 m4

Estádio I

) )6118(2980231407,0

7,31931050

05,3193145560085,0560085,0

45

2)(

2

NBRmkNIEcsEIeq

mkNEcs

MPafckEcs

MPaFck

EstádioI ×=××=

=

=××=××=

=

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2. Características Estruturais

Resumo

( )

( )

( ) 2

2

2

298023140%70

100589196

63,269788640Pr

mkNEIeqInicialRigidezdaNorma

Pilares

mkNEIeqArmadoConcretodeSimulaçãoIIEstádio

mkNEIeqCompletaotensãodeSimulaçãoIEstádio

Vigas

×=

×=

⇒×=

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3. Modelo Estrutural

74,00 m

2,00 m 2,00 m

11,00 m

6,70 m

Modelo Estrutural do MASP

Escala 1:300

Detalhe 1

Detalhe 3

Detalhe 2

Detalhe 4

Detalhe 1

Apoio Fixo

Detalhe 2

Apoio Móvel

Detalhe 3

Apoio Fixo

Detalhe 4

Apoio Móvel

327 kN/m

132 kN/m

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3. Modelo Estrutural

74,00 m

2,00 m 2,00 m

11,00 m

6,70 m

Modelo Estrutural do MASP

Escala 1:300

Detalhe 1

Detalhe 3

Detalhe 2

Detalhe 4

Detalhe 1

Apoio Fixo

Detalhe 2

Apoio Móvel

Detalhe 3

Apoio Fixo

Detalhe 4

Apoio Móvel

327 kN/m

132 kN/m

74,00 m

2,00 m 2,00 m

11,00 m

6,70 m

Modelo Estrutural do MASP

Escala 1:300

Detalhe 1

Detalhe 3

Detalhe 2

Detalhe 4

Detalhe 1

Apoio Fixo

Detalhe 2

Apoio Móvel

Detalhe 3

Apoio Fixo

Detalhe 4

Apoio Móvel

327 kN/m

132 kN/m

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4. Análise de Esforços e Deslocamentos

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4. Análise de Esforços e Deslocamentos

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4. Análise de Esforços e Deslocamentos

Momentos FletoresDiagramas

Diagrama de Momentos Fletores - kNm

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Deformada da Estrutura

4. Análise de Esforços e Deslocamentos

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Resultados

4. Análise de Esforços e Deslocamentos

0,720 %0,5330,2869%0,212390354Cobertura

1,48 %1,0380,5723%0,4006200288Piso

Relação(flecha/vão)

Flecha no Estádio II

(m)% Vão

(flecha/vão)

Flecha no Estádio I

(m)

Momento Máximo (kNm)

Vigas

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FIM

4. Análise de Esforços e Deslocamentos