O Manual de Dimensionamento de Fachadas Envidraçadas – Comportamento Estrutural trata da análise e dimensionamento estrutural de fachadas envidraçadas. Ao contrário de outras relevantes funções desempenhadas pelas fachadas, enquanto envolvente dos edifícios – controlo ambiental (térmico e acústico), estanqueidade à água, ventilação, segurança à intrusão, etc. -, o domínio estrutural tem sido tratado de forma algo dispersa. A presente obra trata de forma sistemática e rigorosa tão importante tema. Para tal, e após breves considerações sobre a problemática da segurança estrutural e sobre os casos particulares representados pelas situações de acidente, são tratadas de forma muito desenvolvida as acções do vento e dos sismos, apresentados os diferentes sistemas de envidraçados e respectivo cálculo, concluindo com uma muito actual abordagem ao caso particular das fachadas atirantadas. Esta obra incluí exemplos práticos de aplicação dos diferentes temas tratados ao longo do livro, o que constitui uma significativa mais valia da obra em apreço, desde logo para os estudantes dos cursos de engenharia, mas também, seguramente, para os profissionais envolvidos no projecto de fachadas envidraçadas, bem como para estudantes e profissionais de arquitectura, que aqui encontrarão ampla e detalhada informação que em muito os auxiliará na concepção e desenho de fachadas envidraçadas.
1 Introdução
1.1 Fachadas Envidraçadas
1.2 Segurança Estrutural
1.3 Situações de Acidente
1.3.1 Segurança ao fogo
1.3.2 Resistência ao impacto
1.3.3 Resistência a explosões e ondas de choque
1.4 Organização do Livro
2 Acção do Vento
2.1 Introdução
2.2 Natureza da Acção
2.3 Valores Característicos
2.4 Modelação da Acção do Vento
2.5 Bases de Cálculo
2.6 Pressão Dinâmica de Pico
2.6.1 Valor de referência da velocidade do vento
2.6.2 Coeficiente de rugosidade do terreno
2.6.3 Coeficiente de orografia
2.6.4 Intensidade de turbulência
2.6.5 Velocidade e pressão dinâmica de pico
2.7 Coeficientes de Exposição
2.8 Pressão e Forças Exercidas pelo Vento
2.8.1 Pressão exercida em superfícies
2.8.2 Alturas de referência
2.8.3 Forças exercidas pelo vento
2.8.4 Coeficientes de pressão para edifícios
2.8.5 Coeficientes de pressão interior
2.8.6 Envolventes com mais de uma camada
2.8.7 Coeficientes de força
2.9 Coeficiente Estrutural
2.9.1 Cálculo simplificado do coeficiente estrutural
2.10 Vórtices e Instabilidade Aeroelástica
2.10.1 Mitigação dos efeitos aerodinâmicos
2.11 Exemplo de Aplicação
2.11.1 Velocidade média do vento acima do solo
2.11.2 Velocidade de pico
2.11.3 Pressão dinâmica de pico
2.11.4 Pressão exercida nos elementos da fachada
3 Acção Sísmica
3.1 Introdução
3.2 Caracterização da Acção Sísmica
3.2.1 Exigências de desempenho
3.2.2 Sismicidade no Brasil
3.2.3 Combinações de acções para situações sísmicas
3.2.4 Diferenciação de fiabilidade
3.2.5 Aceleração no terreno e resposta dos edifícios
3.2.6 Coeficientes de comportamento de edifícios – componente horizontal
3.3 Período Fundamental de Vibração de Placas
3.4 Período Fundamental de Vibração de Edifícios
3.5 Formulação do Eurocódigo
3.6 Formulação do Building Seismic Safety Council (E.U.A)
3.6.1 Factor de amplificação
3.6.2 Factor de atenuação
3.7 Formulação de Singh
3.7.1 Coeficiente sísmico CRz – elementos rígidos
3.7.2 Coeficiente sísmico CFz – elementos flexíveis
3.8 Exemplo de Aplicação
3.8.1 Formulações de Singh et al
3.8.2 Formulações Regulamentares
3.8.3 Análise dinâmica linear
3.8.4 Discussão de resultados
4 Sistemas de envidraçados
4.1 Introdução
4.2 Sistemas e Tecnologia
4.2.1 Sistemas de fixação de painéis
4.2.2 Fachadas de dupla pele
4.2.3 Aberturas e janelas
4.3 Tipos de Painéis Envidraçados
4.3.1 Vidro laminado
4.3.2 Pós-processamento em chapas de vidro
4.3.3 Painéis isolantes
4.3.4 Painéis fotovoltaicos
4.4 Selantes, Vedantes e Adesivos
4.4.1 Selantes e vedantes húmidos
4.4.2 Vedantes pré-formados
4.5 Sistemas Lineares Perfilados
4.6 Sistemas Tubulares
4.6.1 Calços, folgas e golas
4.6.2 Protecção de vãos envidraçados
4.6.3 Fixação dos painéis
4.6.4 Folgas estruturais
4.7 Sistemas Unitários
4.7.1 Alinhamento dos painéis e tolerâncias
4.8 Sistemas de Vidro Colado – (SSG)
4.8.1 Tipos de colagem
4.9 Ligações com Silicone Estrutural
4.9.1 Resposta ao tipo e duração das acções
4.9.2 Requisitos dos silicones estruturais
4.9.3 Dimensionamento da largura e espessura das ligações
4.9.4 Painéis com colagem em dois bordos - kits apoiados
4.9.5 Painéis com colagem nos quatro bordos - kits não apoiados
4.9.6 Exemplo de aplicação
4.10 Sistemas de Fixação Pontual
4.10.1 Sistemas com furação
4.10.2 Sistemas com pinças
5 Cálculo de Painéis
5.1 Introdução
5.2 Fabrico do Vidro em Chapa
5.3 Propriedades Físicas e Mecânicas
5.3.1 Têmperas do vidro
5.4 Acções e Combinações
5.4.1 Classe de consequência CC1
5.4.2 Classe de consequência CC2
5.5 Norma prEN 16612
5.5.1 Resistência do vidro recozido
5.5.2 Resistência de vidros pré-esforçados com têmpera
5.5.3 Cálculo de tensões e deformações
5.5.4 Painéis envidraçados compostos
5.5.5 Exemplos de cálculo
5.6 Norma ASTM E1300
5.6.1 Calibração de valores da fiabilidade estrutural
5.6.2 Nomenclatura e definições
5.6.3 Resistência de painéis
5.6.4 Avaliação da resistência com recurso a nomogramas
5.6.5 Resistência de painéis simples
5.6.6 Resistência de painéis duplos
5.6.7 Deformação dos painéis
5.6.8 Exemplo – Determinação da Resistência de um Painel Duplo
5.7 Painéis com Geometria Irregular
5.8 Enfunamento de Chapas
5.8.1 Deformações induzidas pelo enfunamento
5.8.2 Tensões e esforços em sistemas lineares
5.8.3 Tensões e esforços em sistemas pontuais
5.9 Resistência aos Esforços de Corte
5.10 Resistência em Zonas Furadas
5.10.1 Análise por elementos finitos
5.10.2 Abordagens simplificadas
5.10.3 Exemplo de aplicação
6 Fachadas perfiladas
6.1 Introdução
6.1.1 Perfis e ligações
6.1.2 Apoio dos mainéis na estrutura principal
6.2 Esforços em Perfis de Apoio
6.3 Perfis em Liga de Alumínio
6.3.1 Propriedades do alumínio
6.3.2 Ligas de alumínio
6.3.3 Dimensionamento de perfis
6.3.4 Enfraquecimento por soldadura
6.4 Verificação da Segurança
6.4.1 Estados limites de utilização
6.4.2 Estados limites últimos
6.4.3 Resistência à flexão
6.4.4 Flexão oblíqua
6.4.5 Resistência ao corte
6.4.6 Resistência ao corte e flexão
6.4.7 Resistência à compressão
6.4.8 Estado limite de encurvadura
6.4.9 Flexão composta
6.5 Perfis em Aço Inoxidável
6.5.1 Características geométricas de secções
6.6 Exemplo de Cálculo de Sistema Linear
6.6.1 Verificação da segurança à compressão
6.6.2 Verificação da segurança à flexão composta com compressão
7 Fachadas Atirantadas
7.1 Introdução
7.1.1 Fixação com furações
7.2 Tipos de Tirantes
7.2.1 Tirantes de varões
7.2.2 Tirantes de cordões ou cabos
7.3 Dispositivos de Amarração
7.4 Tirantes Submetidos a Cargas Distribuídas
7.5 Não Linearidade Geométrica
7.5.1 Método da energia potencial
7.6 Sistemas Complanares
7.6.1 Fachadas atirantadas simples
7.6.2 Treliças estaiadas
7.7 Sistemas com Curvatura
7.7.1 Exemplo de cálculo - hypar
7.7.2 Acção do vento
Rui de Sousa Camposinhos é Professor Coordenador do Instituto Superior de Engenharia do Porto com Agregação em Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e Investigador do Instituto de I&D em Estruturas e Construções – CONSTRUCT. Com mais de 30 anos de actividade como projectista, professor, investigador e inventor é especialista em Estruturas pela Ordem dos Engenheiros e autor de 3 livros e várias dezenas de artigos científicos no domínio da Engenharia de Estruturas e da Engenharia de Fachadas.