Home

Tese 3,9MB - Técnico Lisboa

1. Figura 57 Deformada de um vidro duplo carregado perpendicularmente ao plano A equa o que rege o comportamento dos gases perfeitos PV nRT Eq 19 onde P pressao do gas V volume do gas n quantidade de g s em moles R constante dos gases perfeitos T temperatura do g s Para uma temperatura constante ent o v lida a seguinte equa o para uma dada quantidade de g s confinada PV cte Eq 20 pelo que o comportamento do g s pode ser esquematicamente representado pela Figura 58 50 AV AP P Figura 58 Modelo de comportamento de um g s perfeito Ao se carregar um vidro duplo como o da Figura 59 a fun o da caixa de ar pode se assemelhar a um sistema de molas de rigidez k Se o ar for muito compress vel a redu o de volume AV significativa e a rigidez das molas pr xima de zero e assim sendo apenas o pano directamente carregado est a resistir ao carregamento Por outro lado se o g s for incompress vel AP 0 gt AV 0 as molas t m rigidez infinita e a carga distribu da proporcionalmente rigidez de flex o dos panos ou seja ao cubo da espessura EP ER SS E O RR A E SR pat RE E ES Figura 59 Modelo de comportamento de um vidro duplo Esta sec o procura atendendo aos resultados obtidos para os afastamentos m ximos entre glass fins solu o A B e C demonstrar como dimensionar este tipo de estrutura s
2. AN LISE DO PAINEL 2 5X1 2 h mm h mm hs mm 0 MPa o MPa an oa 6 8 8 14 27 2 2 2 11 5 8 10 10 10 5 18 2 4 1 10 6 10 12 12 8 2 13 9 1 9 0 12 15 15 5 6 8 9 11 7 7 4 15 19 19 3 8 5 9 15 2 4 9 max MPa ASTM MEPLA h2 mm Figura 63 Grafico tensao maxima no vidro laminado espessura do vidro laminado 60 omax coer 0 es ASTM o i MEPLA 8 10 12 15 19 h1 mm Figura 64 Gr fico da tens o m xima no vidro tmonol tico espessura do vidro 4 3 Pavimento 4 3 1 Nota introdut ria A popularidade dos pavimentos em vidro tem crescido nos ltimos anos um pouco por todo o mundo assim que existem j algumas normas dispon veis relativamente ao dimensionamento de pavimentos Contudo a diversidade de informa o existente torna muito complicada a tarefa dos projectistas O dimensionamento de estruturas em vidro dispostas na horizontal requer cuidados redobrados face aos elevados danos nomeadamente humanos que podem ocorrer em caso de rotura e tamb m devido presen a de cargas de car cter permanente que diminuem quer a capacidade de carga do vidro quer a rigidez das pel culas interm dias Neste cap tulo abordado o Caso de Estudo 2 correspondente ao pavimento da Figura 65 corte transversal Figura 66 onde se determina para as mais diversas conjuga es de v os poss veis a espessura necess ria de acordo com as normas e recomenda es existentes O
3. importante que haja um compromisso entre resist ncia mec nica e comportamento p s rotura Deste modo escolheu se uma solu o combinada de vidros temperados mais resistentes com vidros termoendurecidos melhor comportamento p s rotura que o vidro temperado dispostos intercaladamente A colagem dos vidros pode ser realizada com SentryGlasPlus ou com PVB Sendo o primeiro bastante mais dispendioso e por isso geralmente utilizam se pel culas de PVB recorrendo apenas ao SGP quando a seguran a encurvadura lateral pode estar em causa Dada a dimens o da glass fin em estudo utiliza se vidros colados com SGP por raz es de rigidez ao bambeamento A Figura 43 traduz a diferen a de comportamento entre duas vigas simplesmente apoiadas sec o transversal 600x60 4 vidros de 15 mm com um v o de 15 metros uma colada com PVB e a outra colada com SGP A maior rigidez do primeiro traduz se em maiores cargas criticas ao bambeamento a dia o ds eT en ar ee sand A liga o na base id ntica liga o no topo sendo apenas diferente o furo do cavilh o ovalizado para libertar reac o vertical 41 Sec o mm SGP PV 3 600 15m mm 4x15 0 l 2 P kN m E 3 Figura 43 Gr fico carga deslocamento de vigas laminadas coladas com PVB e SGP Quando o vento carrega a glass fin gera se um campo de tens es normais e tens es tangenciais devido aos esfor os instalados Na zona da emenda
4. 8 Chan S L Basic structural design considerations and properties of glass and aluminum structures s l Department of Civil and Structural Engineering Hong Kong Polytechnic University 2002 9 Bennison Stephen J Designing the Grand Canyon s new laminated glass walkway 2007 10 Dow Corning Manual T cnico 2009 11 LNEC Coeficiente de transmiss o t rmica de elementos da envolvente dos edificios 2006 12 Rodrigues Ant nio Moret Ac stica Aulas Te ricas Fisica das Constru es IST 2009 13 Manual do Vidro s l Saint Gobain Glass 2008 14 Sparkling future for fire resistant glass Wood Mike Fire Resistant Glass s l FSE 2004 15 Christian Louter Linda Schetters Fred Veer Experimental Research on Scale 1 8 Models of an Reinforced Glass Beam s l Delf University of Technology 16 EN 12150 1 Thermally toughened soda lime silicate safety glass Definition and description 17 Richard A Behr The Pennsylvania State University Architectural Glass for Earthquake resistan Buildings 2001 18 Peter Robert Cromptom University of Oxford Assessmentof design procedures for structural glass beams 1999 19 Valarinho Luis Comportamento estrutural de vigas mistas vidro GFRP Lisboa IST 2010 79 20 Rodrigues Antonio Moret T rmica de Edificios Aulas Te ricas Fisica das Constru es s l IST 2011 21 Martins Jo o Guerra and Pinto Emanuel Lopes Vidros Disciplina de Materias de
5. criado pelo proximidade a outros parafusos e s cargas aplicadas 4 2 Painel de fachada Vidros duplos 4 2 1 Nota introdut ria A fachada de um edifico representa a fronteira entre o espa o interior e o exterior que se pretende que seja capaz de conservar o interior sob determinadas condi es de conforto perante as amea as de destabiliza o proveniente do ambiente exterior Como consequ ncia assim exigido que os vidros que comp em a fachada cumpram determinados par metros ac sticos e t rmicos durante todo o per odo de vida til obrigando a que estes sejam duplos ou triplos em alguns casos 49 Uma outra condicionante tamb m j abordada no cap tulo 3 a quest o da seguran a de pessoas e equipamentos A norma inglesa BS EN 12543 2 para al m de outros requisitos alguns deles j abordados neste documento obriga que o vidro de seguran a seja laminado pelo que tipicamente se tem de vidro duplo onde um dos panos laminado Para efeitos de c lculo estrutural considera se que o vidro duplo comporta se como um unico elemento Quando um dos panos carregado deforma se e uma vez que o g s no interior da caixa de ar est selado assume se que n o existe varia o volum trica incompressibilidade do g s consequentemente o outro pano ter que se deformar na mesma medida para que o volume da caixa de ar se mantenha constante Figura 57
6. es de ac es a considerar s o Estado Limite Ultimo Ac o base vento sobrecarga horizontal An lise de tens es no a o das chapas e dos parafusos S4 1 35x Sc 1 5x S couSy E Estado Limite Utiliza o Combina o Rara Ac o base vento sobrecarga horizontal An lise de tens es e deforma es m ximas no painel vidro 67 Ser S ouSy 4 Eq 39 1400 500 6 a DO 220 220 220 220 Figura 72 Caso de Estudo 3 Guarda corpos 4 4 2 Escolha de materiais O vidro laminado com duas chapas de 10 mm cada coladas entre si com 2 PVB Por raz es de seguran a uma das chapas em vidro temperado e a outra em vidro termoendurecido O vidro laminado fixado na chapa do balan o contra uma dobra vertical da chapa e confinado com uma contra chapa dobrada em L sendo o conjunto fixado entre si com parafusos M12 A contra chapa em L fixada na base do L chapa principal com 8 parafusos M12 A chapa principal fixada laje de bet o com 8 pernos roscados e contra chapa A chapa de 8 mm de espessura em a o S355JR e os parafusos pernos roscados s o em a o 5 6 e t m 12 mm de di metro O vidro est isolado das bolachas met licas parafusos alternativos com anilhas em material pol merico com cerca de 1 mm de espessura 4 4 3 Dimensionamento da guarda Com recurso a um modelo de elementos finitos vidro e chapas com elementos de ca
7. material polim rico 1 a 2 mm neoprene Figura 69 Pormenor da descarga el ctrica para um pavimento de vidro 4 3 3 Dimensionamento do pavimento A Tabela 19 resume as tens es m ximas admiss veis estipuladas no documento As ac es a considerar s o e Peso pr prio e Sobrecarga uniformemente distribu da q 7000 N m e Sobrecarga concentrada Q 1340 N Tabela 19 Tens o m xima admiss vel em pavimentos ASTM E 2751 11 Tipo de vidro Caim MPa carga permanente Recozido 5 7 Termoendurecido 20 3 Temperado 49 4 Uma vez que a norma n o faz qualquer refer ncia ao tipo de vidro a utilizar essa tarefa cabe ent o ao projectista O m todo apresentado para o c lculo de vidros laminados na sec o 4 4 3 diz respeito a vidros laminados de duas l minas n o estando prevista para tr s ou mais Assim e conservativamente considera se que o coeficiente de transmiss o de corte F nulo e adaptando as equa es Eq 21 e Eq 22 tem se hef w Ing h h Eq 36 ef iw Eq 37 14 E ga n peitos ae A norma n o estipula qualquer refer ncia ao valor da carga distribu da a considerar pelo que o valor adoptado semelhante ao utilizado em 9 64 Com base nas equa es anteriores poss vel determinar a deforma o do vidro bem como a tens o actuante cujos resultados obtidos atrav s do software SAP2000 se apresentam na Tabela 20 e Tabela 21 para as diversas tipologias Tabela 20
8. o Champalimaud emenda Funda o Lisboa Champalimaud Figura 40 Caso de Estudo 1 Fachada suportada por glass fins A natureza estrutural das glass fins obriga a que estas sejam compostas por vidro laminado dada as suas vantagens capitulo 2 Sendo o comportamento do vidro laminado dependente do fluxo de corte que transmitido entre as diversas camadas que constituem a sec o transversal torna se imprescind vel estudar o desempenho das pel culas utilizadas na colagem dos vidros bem como a sua influ ncia no comportamento global da pe a A sec o transversal da viga composta por quatro vidros de 15 mm de espessura Tanto nas emendas como nos apoios s o realizados furos de 40 mm de di metro onde se introduzem parafusos M30 como se verifica adiante As r guas localizadas na emenda e as chapas dos apoios 40 s o geralmente em a o inox S220 e t m uma espessura de 15 mm A geometria da emenda e dos apoios Figura 41 e Figura 42 cumpre o regulamentado nas normas EN12150 e EN1863 anexo Il beee Figura 41 Pormenor da liga o de topo Figura 42 Pormenor da liga o interm dia 4 1 2 Escolha de materiais Relativamente ao tipo de vidro cabe ao engenheiro escolher a melhor solu o sendo que essa escolha deve ser feita de uma forma ponderada avaliando os pr s e os contras de cada solu o Dada a natureza estrutural do elemento e a fun o para a qual concebido
9. 0 0 0 6 2 0 0 0 So 2 1 5 2 So 1 0 0 1 2500 2500 6 0 0 0 0 6 2 1 0 0 95 Anexo VI Fichas t cnicas de materiais toma do Hrocuto Vers o 11 200 Sikasil SG 500 Silicone Estrutural Bi componente de Elevada Performance Resisionca a cont do arrancamo ro COP 045 1 150 34 Medio 100 COP 036 SO 37 Medio 125 COP 036 1 ISO 37 pacidade d acomoda o a0 movimens ASTM C 719 apor de agua EN 1279 4 Permeabiidad ac Resistonca termica COP 513 1 Curto prazo Temperatura servi o g d D 8 gt w 1 100 Pas aprox nto B G 500 B S i F TMG 50240 Tia 104 A ED min apem via qui 2 2 N mm aprox S e E N mm aprox 19a HO m 24 h 2 mm longo prazo Tempo armazenagem abaro 25 C COP 016 1 93 C 72 504 HA Para valores adcionais Ver Folha de Caiculo COF Procecinento Qualcado SIXA Descri o O Siksi SG 500 um silcono estutura bicompononto alo modulo d ca noutra O Siasi SG 500 tubricado do acordo com as nomas do qualidade ISO 9001 d accedo com o programa do actua o responsive 4h th 180 C 356 F 200 C 392 F 220 C 428 F 403 150T 40 343027 de valoms Vamiagens Campos de Aplica o Posistono acs mios UV o ao O Skai SG50 6 emolecimonto pariculasmento indicado om Rotardanto fogo EN 11925 2 c
10. 0 0 ceeccccseecceceeseceeceeeceesseeeeeseeeeesaees 51 59 Modelo de comportamento de um vidro duplo e eerreraeaeeareraanana 51 60 Modelo estrutural do painel de fachada een eres 52 61 Corte AA do painel de fachada Sec o transversal ccccccecccceseeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeesaees 52 62 Pormenor do tipo da liga o do painel glass fin 28 ccccccceccccccseecceceseceeceeeeeesseeeeeeeaees 52 63 Gr fico tens o m xima no vidro laminado espessura do vidro laminado 60 64 Gr fico da tens o m xima no vidro tmonol tico espessura do vidro cccseeeeeeeeeeeeeeeees 61 65 Caso de Estudo 2 Planta do pavimento eee eserrea serena 62 66 Caso de Estudo 2 Corte transversal BB ccccccccceccsseececeeeeeeeeeeeeeseeeeeeseeeeesseaeeesaees 62 67 Grand Canyon Skywalk Estados Unidos 9 iene eeareraaaaaa 62 68 Passadi o na Bas lica de Aquileia Italia 38 e e eeereerenereerenna 63 69 Pormenor da descarga el ctrica para um pavimento de vidro 64 70 Gr fico tens o maxima espessura do pavimento Lp1 750 mm e Lp2 1500 mm 66 71 Guarda corpos em vidro 2 cns erte i eee eee a GLS DUE ga aa 67 Figura 72 Caso de Estudo 3 Guarda COrpos ccccccsssssseeeeeeeeeeeaeesseeeeeeeeesaeaaeeeeeeeeseaaasseeeeeeeeneaas 68 Figura 73 Diagrama de tens o m xima no vidro omax 3
11. 4 1 3 Numero de parafusos na emenda As liga es aparafusadas t m a desvantagem de amplificar especialmente em materiais fr geis as tens es na sua envolvente sendo por isso relevante estudar a evolu o das mesmas em fun o do n mero de parafusos que comp em a liga o Neste trabalho apresentam se solu es com 8 12 16 20 e 24 parafusos ou seja 2 3 4 5 e 6 parafusos por meia r gua Figura 47 Para a modela o de elementos finitos foi necess rio considerar algumas hip teses para al m das j discutidas tendo se optado por e Afastamento L 3m entre glass fins e Emenda realizada a 4 metros do topo da viga com furos de 40 mm de di metro e Press o caracter stica do vento Wk 1 5 kPa Os resultados obtidos constam no gr fico da Figura 48 e no anexo Ill O gr fico evidencia uma tend ncia espect vel de diminui o da tens o de pico medida que se aumenta o n mero de parafusos estabilizando para a solu o com 4 parafusos A introdu o de mais parafusos assim ineficiente uma vez que n o se traduz numa diminui o da tens o m xima para al m dos custos acrescidos na concep o Salienta se ainda o facto de esta an lise ser meramente ilustrativa do que se pretende provar visto que em nenhum dos casos apresentados no gr fico Figura 48 a tens o inferior ao admiss vel consequ ncia dos pressupostos assumidos b 600mm e l 3m como se comprovar adiante 7 EE gi E Ente
12. assumida como 1 5 kN m A justifica o do valor adoptado encontra se no anexo l 3 2 3 Neve A ac o da neve deve ser tida em conta no c lculo de coberturas e deve ser determinada de acordo com a EN 1991 1 3 No presente trabalho esta ac o n o tida em conta visto n o se aplicar aos casos estudados capitulo 4 3 2 4 Sobrecargas em edif cios Cargas horizontais em guarda corpos e paredes divis rias com fun es de guarda No caso das fachadas estas devem resistir a uma carga permanente horizontal ao n vel do peitoril tal como especificado na EN 1991 1 1 de acordo com a NP EN 13830 Considera se que esta sobrecarga actua a uma altura de 1 20m e com um valor que varia conforme a categoria do edif cio No caso pr tico analisado considerou se uma carga de 1 0 kN m Pavimentos No caso dos pavimentos deve ser considerada a actua o de uma sobrecarga uniforme gk actuando na zona mais desfavor vel De modo a garantir uma resist ncia local m nima deve ser considerada embora separadamente a actua o de uma carga pontual Qk O calculado do pavimento no cap tulo 4 tem em conta os casos de carga utilizados no dimensionamento do Grand Canyon Skywalk 9 uma vez que este se segue pela norma ASTM E 2751 11 e que s o precisamente e gk 7 0 kKN m e Qk 1 340 kN 18 No caso referido n o houve qualquer majora o de cargas utilizando se os valores nominais das ac es Alternativamente pode
13. fa ades infill panels and glass fins floors or balustrades However the use of structural glass has some issues that need to be controlled mainly the britile behavior This thesis presents three examples where glass is frequently used as a structural element First a 15 meters height self supporting glass fa ade double glazing supported by glass fins was designed Due to the impossibility to produce glass pieces over 11 meters it was considered an intermediate connection in the fin with four thin plates bolted As the glass does not have a plastic behavior these connections are normally subject to high levels of concentrated stresses therefore a finite element model was created with a tight mesh nearly the connections with SAP2000 v14 2 advanced software Then an optimization study took place in order to get the best solution for the panels and the glass fins as well The design of the insulated glass panels is made according to two different standards ASTM E 1300 09 and NF DTU39 and compared with SJ MEPLA software results These panels are designed to carry the wind load and properly transmit it to the fins Second a glass floor was analyzed where rectangular panels were tested and analyzed with finite element models following the ASTM E 2751 The typical structural system is simply supported on the four edges and several different thicknesses are presented for the laminated glass as a function of the length span and according to st
14. lise estrutural de vidros laminados Os resultados obtidos pelo MEPLA resumem se nas Tabela 23 e Tabela 24 A 65 Figura 70 mostra a evolu o da tens o m xima em fun o da espessura do pavimento com os dois softwares O erro relativo da tens o m xima diminui com o aumento da espessura da solu o Na Tabela 25 pode se consultar os valores dos erros relativos entre o SAP e o MEPLA para o caso em que o v o menor vale 750 mm sendo o erro m ximo relativo de todas as solu es estudadas de 7 para a tens o m xima e de 1 para a deforma o m xima anexo V Tabela 23 Resultados MEPLA L 750 mm L 2 750 mm Tipologia L mm 1500 2000 Omaxt MPa mm O max MPa mm 3x8 15 1 2 6 15 4 3 3x10 9 8 1 4 10 1 6 3x12 6 9 0 8 7 1 0 9 3x15 4 6 0 4 4 7 0 5 Tabela 24 Resultados MEPLA L 1250 mm L 1250 Tipologia L mm 1500 2000 O max MPa mm O max MPa mm 3x8 22 3 11 1 31 2 16 2 3x10 14 6 5 8 20 4 8 5 3x12 10 4 3 4 14 5 5 3x15 6 9 1 8 9 6 2 7 Tabela 25 Tabela de erros relativos entre SAP e MEPLA para L 750 mm L 2 750 mm Tipologia L mm 1500 2000 o 5 So a 3x8 7 0 6 0 3x10 6 0 6 0 3x12 6 1 6 0 3x15 4 0 0 0 2500 O max MPa mm 16 1 3 2 10 6 1 7 7 5 1 4 9 0 5 2500 O max MPa mm 37 1 19 7 24 3 10 3 17 2 6 12 11 4 3 2 2500 o 5 2 0 1 0 5 0 2 0 Figura 70 Gr fico tens o m xima espessura do pavimento L 750 mme
15. ncia compress o N o h rotura Pre MC y 7 u q le Ay Ss 6 by bA T TON A A A E a S E m ar wd d nd e a Ao es A Pie e Rotura z Tens es de tracr o auase nulas Figura 5 Efeitos do processo de t mpera t rmica adaptado de 5 A tens o admiss vel num vidro independentemente do tipo de vidro algo que est longe de ser consensual Do ponto de vista te rico devido s for as que se desenvolvem ao n vel das liga es moleculares o vidro deveria ter uma tens o de trac o na rotura da ordem dos 32 GPa 5 Na pr tica estamos muito longe de poder considerar esse valor fundamentalmente devido as imperfei es superficiais existentes no vidro originadas essencialmente pelo processo de fabrico mas tamb m devido a descuidos ao n vel do transporte e do manuseamento Sendo a tens o de trac o do vidro dependente do n mero de imperfei es existentes superf cie e sendo a maioria delas invis veis a olho nu resulta uma enorme diversidade de resultados obtidos A Tabela 3 resume alguns dos valores utilizados por algumas normas e fabricantes mais conceituados Tabela 3 Tens es de trac o admiss veis no vidro MPa Recozido Termoendurecido Temperado Norma cp Ip cp Ip cp Ip NF DTU39 20 16 10 35 28 17 5 50 40 25 ASTM E2751 11 18 3 Oy 36 5 20 3 73 49 4 Pilkington 17 8 7 59 35 SaintGobain 16 8 35 20 50 40 Para vidros sujeitos a cargas permanentes a
16. 15 metros n o permitia a execu o de um tro o s era realizar uma emenda a 4 metros do topo da viga tendo se optado pela introdu o de quatro r guas met licas aparafusadas duas a duas com um total de 16 parafusos M30 Foi tamb m demonstrado numericamente que o material utilizado no preenchimento das folgas dos parafusos deve ser cuidadosamente escolhido de forma a reduzir ao m ximo a tens o de pico no vidro em torno do parafuso Por ltimo foram analisadas tr s vigas com diferentes alturas da sec o 600 mm 700 mm e 800 mm com o prop sito de optimizar o afastamento m ximo entre glass fins tendo se conclu do que para um vento de 1 5 kPa o afastamento m ximo para as vigas de 600 mm e 700 mm s o respectivamente 2 5m e 3m respeitando o limites tens o impostos pela norma francesa NF DTU 39 e pela norma americana ASTM E 1300 para vidro termoendurecido Para a viga de 800 mm de altura optou se por um 74 afastamento m ximo de 3 5m embora este valor n o esteja no limite da capacidade resistente da viga por m afastamentos superiores conduzem a deforma es excessivas no painel de fachada Para o dimensionamento do painel de fachada foram abordados inicialmente dois m todos distintos o primeiro previsto na ASTM E 1300 e o segundo previsto na NF DTU 39 P4 O ltimo revelou se consideravelmente mais conservativo que o primeiro baseando se num m todo de c lculo de espessuras emp rico e com insuficiente justifica o
17. 20 Tabela 5 Amplitudes t rmicas admiss veis no vidro adaptado de 4 AT C Cortado Polido Recozido h lt 12 mm 35 45 Recozido h 15 ou 19 mm 30 40 Recozido h 25 mm 26 35 Padronizado 26 26 Aramado 22 22 Termoendurecido 100 100 Temperado 200 200 3 4 Sistemas de conexao 3 4 1 Introdu o A ideia chave dum sistema de conex o em estruturas de vidro passa por evitar o contacto directo entre o vidro e os metais normalmente utilizados para o efeito por exemplo o a o Ao longo da hist ria das conex es a evolu o tem vindo a ser feita sempre no sentido da diminui o da obstru o visual atrav s de uma redu o do tamanho dos dispositivos de conex o e com o consequente aumento de tens es no vidro Pode se dividir os sistemas de conex o em dois grandes grupos as fixa es mec nicas e as fixa es atrav s de adesivos silicone estrutural Este ltimo grupo mais recente trouxe a possibilidade enfrentar novos desafios na utiliza o do vidro 3 4 2 Fixa es mec nicas 3 4 2 1 Apoio pontual Vidro agrafado O vidro agrafado frequentemente utilizado em fachadas mas tamb m poss vel a sua utiliza o para outros fins como coberturas revestimentos de parede mobili rio urbano ou decora o de interiores A sua grande vantagem reside no aumento significativo da transpar ncia e do conforto ptico Figura 18 As fixa es s o conseguidas por interm dio de uns dispo
18. 36 de TECTIA OS UAC OS whet T E S el Relat bia 39 4 1 Fachada suportada por Glass fins ccccccccccsssssesseeessseeeeecceceeeeeeeeaaaasesessseeseeeeeeeeeeeeeeeeaaaaaaaagaaaesss 39 Als Nota IO CUO A aca DR DR RR E 39 dz Escolha de mMer S ane nenr ear eremen nine rity terme terertar arene tre mnt rrr 41 4 1 3 N mero de parafusos na emenda cer erre eee eeeeeeeeerrrerrerecererananeeeananasa 43 dd Lona daemenda rela o La se Pp iG AA AAS Altastam nto entre Glass fiS risen i a a a a a 45 4 2 Paine de fachada Vidros CuUplos ieser E E daaiaa dade 49 AD Nota mntodutoria ee A 49 4 2 2 Dimensionamento com base na ASTM E 1300 094 52 4 2 3 Dimensionamento com base na NF DTU 30 ieena e a a E 56 ADA Discussao dos TESUItAdOS sr ans cee E E etal 59 a Po ba o WMATA O DORA ENREDO ER RA ERROR TOR 0 E SAND E eas DR RN eens naete 61 A NOMOJ UO dan a A Dera RE dad 61 DS Se Deke SOCOM As de AATEC IANS sapata fee na 62 4 3 3 Dimensionamento do PaviMent sssseeesssssseeeccceceeeeeeeeeeeaaeeeseseeeeeeeeeeeeeeeeeeeseaaaaaaeeessees 64 4 de DISCUSS O de resultados sciatic ao plena pa q ca aed 65 AG UdrdA COIDOS dass itira dich canoa iadio aa asda ii puioi Co ideia deishEa moifai a puih Cadetes 67 4A TNod MOr Araras sis ease a Sana cate RR A a 67 dd Escolha deanaterais exact cae inten a aa a de a a 68 4 4 3 Dimensionamento da guarda cccccccssssssssssssssseeeeeeecccceceeseeeceeessssseeseeeeeeec
19. 6 mm 2 Ct Admitindo que o vidro monol tico tem uma espessura de 12 mm e que os panos que comp em o vidro laminado t m a mesma espessura o 2 hy 0 2 13 12 0 2 gt 35 6 mm er gt h gt 15 7 mm As espessuras devem ser igualmente ajustadas tendo se gt h hz 19mmeh 15mm Verifica o da deforma o ha ths 188 188 148 Eo 1 3 Ses T e gt E L5 mm 21143 1500 3 0 86 lt 200 L 150 f 12 2923 6 mm 0 mm L 150 58 Solu o C e L 3 5 m e W 1500 Pa _L vP 35V1500 _ LA a OA th E2 e h e amp 27 7 1 5 41 5 mm Admitindo que o vidro monolitico tem uma espessura de 15 mm 2 hy 0 2 13 15 0 2 gt 41 5 mm er gt h gt 17 6 mm Assim gt h h 19mme h 15mm Verifica o da deforma o hz h3 p 188 188 148 E2 1 3 i 4 D _ 292 e gt 7 15 mm 2 11143 E 16 0 lt 23 3 L 150 pq OR og ARES eee 4 2 4 Discuss o dos resultados Obteve se de acordo com a norma francesa solu es mais conservativas do que aquelas que foram obtidas pela norma americana Em termos conceptuais a norma americana parece ser mais vocacionada para a utiliza o do vidro como material estrutural fornecendo meios para o c lculo da tens o actuante tendo em considera o diversos factores de relativa import ncia sobretudo no desempenho do vidro laminado O m todo preconizado na norma f
20. a pot ncia a intensidade e a densidade de energia sonora A pot ncia P igual energia emitida por unidade de tempo W 7 A intensidade igual quantidade de energia por unidade de tempo que atravessa perpendicularmente um elemento com uma dada area W m A densidade de energia sonora dada por p Cae 3 Eq 13 Z me Onde c a velocidade do som e p o peso vol mico das part culas do ar Devido escala extremamente ampla da gama de press es sonoras mais c modo a utiliza o de uma escala logar tmica denominada por escala dos decib is dB A escala de decib is um n vel que mede a diferen a entre duas grandezas normalmente faz se comparar um determinado valor G com o valor de referencia G onde habitualmente essas grandezas s o o nivel de intensidade sonora o n vel de press o sonora e o n vel de densidade de energia sonora 32 G Eq 14 L G 10 logy 0 Na tabela seguinte apresentam se os valores tipicos do nivel de pressao sonora de actividades correntes Tabela 7 Niveis de pressao sonora caracteristicos de actividades correntes adaptado de 12 Situa o L p dB cami es pesados 90 rua com tr fego pesado 85 rua com tr fego leve 50 escrit rio ruidoso 65 escrit rio normal 45 resid ncia sossegada dia 50 resid ncia sossegada noite 40 uarto noite 25 A onda sonora tal como a radia o solar ao atravessar um determinado materi
21. a duas Figura 38 e Figura 39 A fragilidade do vidro faz com que ao contr rio do que acontece nas estruturas met licas a concep o destas emendas seja feita de uma forma mais rigorosa e cuidada dada a incapacidade do vidro de redistribuir as tens es provenientes dos parafusos originando elevados n veis de tens o Com o objectivo de demonstrar como se deve dimensionar uma fachada de um edif cio suportada por glass fins analisado um exemplo pr tico onde s o explicadas as principais condicionantes e os seus efeitos na an lise do mesmo Normalmente os vidros apresentam a dimens o m xima de 6 metros podendo no entanto ser produzido com dimens o at 11 metros em casos excepcionais 39 Na Figura 40 est representado o primeiro caso de estudo onde se pretende dimensionar as glass fins que suportam a fachada de vidro com 15 metros de altura As vigas s o simplesmente apoiadas no topo e na base No apoio da base a reac o vertical libertada de modo a evitar esfor os de compress o que pudessem potenciar eventuais problemas de instabilidade Dada a extens o da viga necess rio efectuar uma emenda j que cada tro o n o pode ter mais de 11 metros Relativamente ao dimensionamento da emenda estudado o tipo de material a utilizar no preenchimento das folgas o local onde deve ser executada rela o a L e o n mero ptimo de parafusos a utilizar Figura 38 Glass fin Figura 39 Pormenor da Funda
22. ao longo do trabalho Apresentar se o eventuais limita es relativamente aos resultados obtidos e por ltimo apontar se o algumas sugest es a eventuais projectos que se possam vir a desenvolver no seguimento deste 2 Descri o do vidro 2 1 Nota introdut ria O vidro um material inorg nico obtido por fus o de diversas mat rias primas e que posteriormente arrefecido sem permitir a cristaliza o dos seus minerais apresentando uma estrutura molecular amorfa Os vidros mais utilizados na constru o s o os compostos por soda s lica e xido de c lcio e os borosilicatados A s lica tem a fun o de vitrificante e possui uma temperatura de fus o bastante elevada pelo que se adiciona soda como fundente e o xido de c lcio como estabilizante melhorando a resist ncia qu mica do vidro Os borosilicatados devido sua composi o rica em s lica s o adequados para utiliza o sob o efeito de grandes gradientes t rmicos O vidro comporta se como um material quase elasticamente perfeito isto deforma se elasticamente at que atinge o ponto de rotura e quebra n o havendo patamar de ced ncia como no a o N o h lugar a deforma o permanente e ao ser descarregado o vidro volta sua posi o inicial Por n o ter capacidade de trabalhar em regime pl stico torna se num material suscept vel a altas tens es localizadas Como propriedades f sicas m dias do vidro plano tem se e E 70GPa e 0
23. c lculo feito com recurso a modelos de elementos finitos cumprindo a regulamenta o americana ASTM E 2751 11 Standard Practice for Design and Performance of Supported Glass Walkways 61 corte BB Figura 65 Caso de Estudo 2 Planta do pavimento Figura 66 Caso de Estudo 2 Corte transversal BB 4 3 2 Escolha de materiais Na concep o de pavimentos obrigat rio o uso de vidro laminado dada a import ncia de diminuir a eventualidade de uma rotura fr gil A escolha do tipo de vidro representa ainda hoje em dia um tema de disc rdia entre os especialistas Alguns recomendam o uso exclusivo de vidro recozido invocando a dimens o do fragmento e o comportamento p s rotura capitulo 2 para al m da dificuldade tecnol gica na laminagem dos vidros termoendurecidos j que do processo de fabrico resulta uma superf cie ligeiramente irregular e que pode dar origem a bolhas de ar quando colado com outro vidro do mesmo tipo Uma das t cnicas utilizadas para contrariar esta quest o embora n o esteja prevista nas regulamenta es abordadas no mbito deste trabalho recorre frequentemente introdu o de camadas interm dias mais espessas 4 camadas de PVB reduzindo a probabilidade de exist ncia de bolhas de ar nas interfaces Adicionalmente confere ainda alguma capacidade de amortecimento na eventual queda de pessoas e objectos Por outro lado tem se algumas das solu es mais medi ticas realiza
24. da capacidade de transmiss o de carga da pel cula que une os diversos panos de vidro No caso da flex o extremamente importante o m dulo de resist ncia ao corte G Os adesivos mais conhecidos s o os compostos de PVB e os ionopl sticos SentryGlasPlus cujos desempenhos podem ser completamente distintos consoante as condi es de utiliza o As pel culas de PVB continuam a ter uma grande influ ncia no mercado actual sendo normalmente a solu o utilizada para vidro laminado SentryGlasPlus um produto comercializado pela empresa Dupont cuja utiliza o tem vindo a crescer nos ltimos anos devido sua elevada rigidez Numa abordagem meramente te rica pode se pensar em dois casos extremos como mostra a Figura 10 No primeiro caso a G assume um valor infinito e a transmiss o de carga entre os dois vidros total aproximando se do comportamento monol tico J no segundo caso b temos o contr rio se G estiver pr ximo de zero os dois panos trabalham separadamente assistindo se eventualmente a um escorregamento entre ambos Na pr tica temos casos interm dios que dependendo do tipo de material utilizado se situam mais pr ximo do primeiro ou do segundo TFO T 0 a b Figura 10 a G muito elevado comportamento monol tico b G muito reduzido escorregamento 11 As pel culas s o compostas por pol meros que por serem materiais viscoel sticos o seu comportamento altamente influenciado pela temp
25. dad 7 Zole Modu Oaa a a a a a A 7 K NVI OTe C OZO a R a E UR ri 9 2 DD VAGEO temperado isiin a a a do a 9 2 kA Vidio termo ndrec ido naio ea E O T TN 9 Dr yO A O o E E E A O E T a Serer E Sere errye 10 Didi N IGT OS CCN OIO RIC OS a a A a 13 Die CMe Og am ada Sade dae ara da sea eels eaten tise asada ean ad eae testes ida neat hese 14 Js An lise Ce estruturas de VIO ics es eechcas ch 550000 05 hodaDbonaDo Roraaalda coa nGaa Dna Roda nha nado NS 17 Ie NO CARO AO ga enna tremrrn coe eer MCE mmon a ta emer neon er Cee nnn a te rem nen CEE snr 17 o o OC OC SCLC CLAS E Edo dna o nahi Don ad Ri Can AE E Ai Ran ass 17 D2 A PESO PhO PEITO sagt si ea genera delaras een eee eae 17 DV O Oaa N a N a A A Ro 18 NOV eee ance ua a E nt A dec oih ost weak tae ence cache haan EREA 18 3 2 A 79 0 DICCATOAS CM CCINIClOS san estao a Ruas aaa a Mada dg pa don au nica 18 y Deroma oes IPO SLAG zira A a E E 19 DA EE A E E OE E A A A O A E Sa 21 DN AAO CC AO arrasa a a ened on Sd e O 21 OA 2 DIRA ES INCCANICAS se ssipts ara apagado ng eg 21 Ded SICON estai Al asas setae so nos Ratp E E Roe ne ln ac S alas Rae naBndas 26 BRAG CNCIAS FUNC IONAIS nies RPE CR RS SRU R RETO E CR DORSO TO E RPE DOER oaheses 28 oa ele KA CNRS CLINIC AS acata dd De 28 VI Died EXISENCIAS ACUSUICAS iii sie cates tee ide hacer RD Gates a ia Ad aa 31 SE re OU A haces aceite hectic cd steed caine a RR a anda tantedens 34 BDA SC ranca COn a ICC S eres Sess ueainamnarmenteeats
26. m 21 p press o do vento Pa o tens o resistente do silicone Pa eo espessura inicial j 3 de acordo com o fabricante Dow Corning 10 d deslocamento diferencial entre o vidro e o substrato onde assenta o silicone Figura 30 Movimento t rmicos junta estrutural 3 5 Exig ncias funcionais 3 5 1 Exig ncias t rmicas As trocas de energia podem se dar por convec o por condu o e por radia o O primeiro envolve desloca o de mat ria devido varia o da densidade do fluido ou do g s que fun o da temperatura a que se encontra O fen meno de condu o n o envolve a desloca o de mat ria e d se atrav s de um s lido sempre que duas faces opostas se encontrem a diferentes temperaturas o fluxo de calor d se sempre no sentido da superf cie mais quente para a superf cie mais fria Qualquer corpo emite radia o assim sendo existe troca de energia por radia o entre dois corpos sempre que estes se encontrem a diferentes temperaturas o fluxo de calor do mesmo modo no sentido do corpo mais quente para o corpo mais frio XN Nesta sec o procura se descrever as principais preocupa es relativas a efici ncia t rmica do edif cio na concep o dos sistemas em vidro descrevendo o comportamento do material face as diferente solicita es e ainda esclarecer quais as t cnicas mais usadas para melhorar o desempenho t rmico do vidro Condutibilidade
27. modo opaco adaptado de 31 lj Oxido condutor transparente a l f Oxido condutor transparente j Figura 15 Esquema de funcionamento de um vidro inteligente adaptado de 31 2 4 Defeitos O processo de fabrico float possui alguns inconvenientes relativamente capacidade resistente do vidro As duas superf cies do vidro n o s o exactamente id nticas devido difus o de alguns tomos de estanho na face com que entra em contacto podendo ter alguma influ ncia na colagem dos vidros 14 laminados Haldimann et al 4 Tamb m na superf cie que esta em contacto com o estanho descobriu se que n o possui a mesma resist ncia que a face que est em contacto com o ar isto deve se ao contacto com os rolos mec nicos que induzem algumas imperfei es Por vezes a composi o do vidro pode conter algumas impurezas de sulfatos e sulfuretos de n quel provenientes de alguns contaminantes ricos em n quel que inevitavelmente s o introduzidos durante o processo de fabrico 8 No vidro recozido estas impurezas s o inofensivas por m no caso dos vidros sujeitos a tratamentos t rmicos se a impureza estiver situada na zona traccionada fibras interiores pode originar a rotura espont nea do vidro Existe actualmente um m todo de despiste utilizado em f brica denominado de Heat soaked test regulamentado pela norma europeia EN14179 e que detecta a presen a destas impurezas impedindo a sua comer
28. nima entre furos c gt 6d Figura A 3 Dist ncia minima de um furo a um canto Tolerances 1 0 2 0 consult the manufacturer 86 Anexo III Glass fin Resultados computacionais Figura A 4 Glass fin Modelo SAP Tens o m xima n mero de parafusos Figura A 5 Modelo O max 02 4 MPa Figura A 6 Modelo Il O max 45 9 MPa 87 Figura A 7 Modelo III O max 41 8 MPa Figura A 8 Modelo IV O max 42 6 MPa Figura A 9 Modelo V O max 42 MPa 88 Zona da emenda modelo III Figura A10 11m 4m Figura A 11 10 6m 4 4m O max 42 6 MPa O max 44 7 MPa Figura A 12 10 2m 4 8m Figura A 13 9 8m 5 2m DMD 123 154 185 215 246277 308 338 368 GMBA 123 154 185 215 246277 308 338 368 O max 46 5 MPa Omax 47 9 MPa Figura A 14 9 4m 5 6m Figura A 15 9m 6m O max 49 2 MPa O max 50 1 MPa 89 Figura A 16 8 6m 6 4m O max 20 7 MPa Figura A 18 7 5m 7 5m _ Omax 51 1 MPa Figura A 17 8 2m 6 8m ee EES 123 154 165 215 2460277 30 8 338208 O max 51 1 MPa 90 Afastamento entre glass fins Figura A 19 Tens o m xima solu o A O max 34 8 MPa Figura A 20 Tens o m xima solu o B O max 32 5 MPa Figura A 21 Tens o m xima solu o C O max 30 5 MPa 91 Para simular a interac o do parafuso com
29. ou mais vidro colados com pel culas compostas por pol meros e que em caso de rotura evita o estilha o faz com que os vidros permane am no seu lugar oferecendo uma resist ncia residual diminuindo largamente o risco de ferimentos A crescente procura do vidro levou a que muitos pa ses iniciassem longos projectos de investiga o de modo a que fosse poss vel regulamentar o uso do mesmo Na Europa onde existe uma grande tradi o do uso do vidro existem j alguns pa ses onde o uso do vidro estrutural regulamentado em parte como por exemplo a Fran a a Alemanha e alguns pa ses n rdicos Tamb m na Am rica do Norte existe regulamenta o espec fica quer para os Estados Unidos como para o Canad Em Portugal n o existe actualmente nenhuma informa o a este respeito obrigando todos aqueles que pretendem utilizar vidro estrutural a consultar normas estrangeiras A grande variabilidade da capacidade resistente do vidro e das suas vari veis reflecte se na grande diversidade de informa o entre as diferentes normas obrigando a que o uso das mesmas seja feito de uma forma cuidada n o se devendo misturar diferentes filosofias Este projecto pretende ajudar a preencher a lacuna existente na regulamenta o portuguesa demonstrando com base em exemplos reais como dimensionar alguns tipos de estruturas de vidro dotando o leitor de sensibilidade para os diversos problemas e tamb m do enorme caminho que pode e dever ser p
30. que se enumeram segundo Haldimann et al 4 e A reac o dos apoios nao deve ser introduzida no vidro imediatamente antes dos bordos ou seja deve ser deixada uma folga de modo a n o induzir um acr scimo de tens es em zonas sens veis como os bordos e Os bordos devem ser polidos de modo a evitar uma concentra o de tens es localizada que possa provocar a rotura do vidro e Eventuais movimentos t rmicos devem ser perfeitamente acomodados e Os vidros laminados especialmente se forem compostos por diferentes tipos podem ter vari ncias dimensionais provenientes do processo de fabrico que se n o forem bem acomodadas originam uma distribui o de tens es deficiente O caixilho deve ser injectado com um material capaz de acomodar essas diferen as para diminuir a eventual assimetria na transmiss o da carga entre o apoio e o vidro 3 4 3 Silicone estrutural A utiliza o de silicone como adesivo estrutural tem vindo a crescer em detrimento das fixa es mec nicas n o apenas nas liga es entre o vidro e o alum nio apoios cont nuos mas tamb m nas liga es vidro vidro e vidro a o As grandes vantagens desta tipologia s o e Maior visibilidade e melhores caracter sticas est ticas e Inexist ncia de trabalhos adicionais no vidro e N o necessita de sistemas dispendiosos de fixa o em a o inoxid vel aranhas e Diminui o da tens o m xima no vidro e Simplicidade de c lculo Podemos ter do
31. se considerar as ac es previstas na norma europeia e limitar a tens o m xima no vidro de acordo com a NF DTU 39 P3 A EN 1991 1 1 estabelece como sobrecargas em pavimentos categoria C3 e gk 5 0 kN m e Qk 4 0kN Onde as combina es de ac es s o e ELU Fd G 1 5 Q Verifica o de seguran a das liga es e ELS Fd G Qk 1 Controlo da tens o maxima no vidro Sendo o vidro produzido por processo industrial e por isso sujeito a um rigoroso controlo de qualidade n o faz de todo sentido majorar o peso pr prio do vidro Coberturas No caso das coberturas deve ser feita a distin o entre cobertura acess vel e cobertura n o acess vel As coberturas em vidro s o geralmente n o acess veis ainda assim necess rio segundo a EN 1991 1 1 considerar os efeitos de poss veis opera es de manuten o e repara o 3 3 Deforma es impostas Efeitos t rmicos O efeito da temperatura n o pode ser negligenciado No caso das fachadas geralmente compostas por vidro laminado o vidro exterior est sujeito a uma maior exposi o solar que o interior de tal forma que existe um diferencial de temperatura entre as duas ou mais l minas O vidro exterior mais quente ao tentar expandir restringido pelo vidro interior mais frio induzindo neste tens es de trac o que ao n o serem controladas podem originar a rotura do vidro Um fen meno semelhante acontece no caso dos vidros encastrad
32. seja por imposi o dos consumidores crit rios apertados relativamente ao desempenho t rmico e ac stico que obrigam no caso das fachadas de vidros a recorrer a solu es mais complexas do ponto de vista estrutural e mais espessas vidros duplos ou triplos Dependendo tamb m do local onde colocado e da fun o para a qual foi concebido poder o existir determinadas exig ncias do ponto de vista da seguran a contra a intrus o e da seguran a contra inc ndios Aqui procura se sensibilizar o leitor para todos esses aspectos bem como a sua influ ncia no c lculo do vidro estrutural 3 2 Ac es directas 3 2 1 Peso pr prio O peso pr prio deve ser determinado de acordo com a EN1991 1 1 e tem de ser transmitido estrutura do edif cio em seguran a Normalmente o peso pr prio a nica ac o de car cter permanente que actua em estruturas de vidro stress corrosion Os pesos vol micos dos materiais utilizados s o e Vidro 25 kN m e A o 77kN m 17 3 2 2 Vento O vento normalmente a ac o condicionante no dimensionamento dos elementos estruturais que comp em uma fachada de vidro e calculado de acordo com a norma EN 1991 1 4 A transmiss o de cargas da fachada para a estrutura do edif cio tem de ser feita de uma forma segura atrav s de fixa es destinadas ao efeito No cap tulo quatro estudado um caso pr tico do c lculo estrutural de uma fachada em que o a ac o do vento
33. solu o adoptada Tabela 6 Coeficiente de transmiss o t rmica de vidro monol tico de 6 mm vidro laminado de 2x6 e vidro duplo de dois panos de 6 mm e caixa de ar de 12 mm Rsi m T W 2 See CMA U W m2 Rar MP C W W m C Dados do LNEC 11 para um sentido de fluxo de calor horizontal Os vidros duplos s o separados por espa adores normalmente feitos em alum nio que apresentam a dupla fun o de acomodar tens es resultantes das varia es t rmicas e de barreira anti vapor evitando o fen meno de condensa o no interior do vidro Entre os dois ou mais panos existe uma caixa de ar que preenchida normalmente com gases raros rgon x non ou cr pton com maior resist ncia t rmica Radia o Solar A radia o solar que atinge a superf cie da Terra pode se decompor em tr s em fun o do comprimento de onda A radia o ultravioleta de pequeno comprimento de onda a vis vel e a infravermelha grande comprimento de onda A grande parte da energia est contida nesta ltima Valor fornecido pelos fabricantes e determinado sob condi es espec ficas 29 L Figura 31 pelo que imporiante criar solu es que impe am a sua entrada sem reduzir a transmissibilidade do espectro vis vel Energia Co RR PO oo poa a E ORA 03 0 38 18 1 3 18 23 Comprimento de onda electromagn tica em um Figura 31 Espectro do raio solar EN 410 Factor solar
34. t mpera t rmica adaptado de 5 7 Figura 6 Rela o tens o resistente dimens o da imperfei o adaptado de 5 cccceesseeeeeeeees 8 Figura 7 Padr o de fendilha o do vidro recozido termoendurecido e temperado adaptado de 1D RREO RR RR PRO DRDS seta NE A RR A eee eee A 9 Figura 8 Rela o entre o tamanho do fragmento o comportamento estrutural e o desempenho p s rotura adaptado de 4 x massas iate does sesta a sia ras ralada ean del eet 10 Figura 9 Mecanismo de rotura de um vidro laminado adaptado de 5 10 Figura 10 a G muito elevado comportamento monol tico b G muito reduzido escorregamento 11 Figura 11 An lise comparativa de vigas coladas com PVB vs SGP P d adaptado de 6 12 Figura 12 Efeito da temperatura no m dulo de elasticidade das pel culas de SGP e PVB adaptado O E Ren a OD RR RREO DS SAR AS OSS OR DAN RSRS NE DAR RREO E RS 12 Figura 13 Viaduto com barreira ac stica composta por BIOCLEANO 13 13 Figura 14 Vidro inteligente Modo transparente e modo opaco adaptado de 31 14 Figura 15 Esquema de funcionamento de um vidro inteligente adaptado de 31 14 Figura 16 Heat soaked test Esquema de funcionamento do ensaio EN 14179 15 Figura 17 Tens es de origem t rmica devido ao ensombramento do caixilho 20
35. t rmica Cada material possui a sua pr pria condutibilidade t rmica A W m C propriedade que caracteriza os materiais termicamente homog neos e fisicamente representa a quantidade de calor W que atravessa uma dada espessura unit ria m quando h uma diferen a de temperatura de 1 C 28 O envelhecimento dos materiais e a variabilidade das condi es in situ em rela o s condi es no momento da determina o do valor declarado da condutibilidade obriga a que se tenha em considera o uma margem de seguran a capaz de cobrir esses desvios a longo prazo De acordo com o LNEC 11 o valor de c lculo da condutibilidade t rmica do vidro plano 1 W m C Coeficiente de transmiss o t rmica O controlo do desempenho t rmico dos edif cios cada vez mais apertado e em rela o aos v os envidra ados esse controlo passa pela exig ncia de valores cada vez mais baixos para o coeficiente de transmiss o t rmica U W m2 C calculado de acordo com a equa o seguinte prevista na NP EN 673 1 Eq 8 Ra Roe Rar ae n Onde R o valor da resist ncia t rmica superficial interior m CAN Rs o valor da resist ncia t rmica superficial exterior R a resist ncia t rmica do ar diferente de O apenas no caso de vidros multipanos e a espessura em metros do pano n a condutibilidade t rmica do pano n Na Tabela 6 pode se comparar os diferentes valores de U em fun o da
36. vidros duplos assim tricos que pelo facto de terem diferentes espessuras possuem diferentes frequ ncias cr ticas 3 5 3 Seguran a Resist ncia ao impacto Sempre que for requerido a utiliza o de vidro de seguran a tem de ser garantida a resist ncia ao impacto O ensaio deve ser feito de acordo com a EN 12600 e consiste em fazer embater um p ndulo de 50 kg perpendicularmente ao pano de vidro Figura 36 seguindo se a classifica o em fun o do desempenho do vidro no teste A classifica o feita conforme a altura em que largado o p ndulo Existem tr s n veis de classifica o conforme o indicado na Tabela 8 1 P rtico principal 2 Moldura de fixa o 3 P ndulo 4 Estrutura de suporte opcional 5 Dispositivo de suspens o opcional Figura 36 Ensaio de resist ncia ao impacto segundo a EN 12600 34 Tabela 8 Classifica o do ensaio de resit ncia ao impacto segundo a EN12600 Classifica o altura de queda mm 3 190 2 450 1 1200 Protec o contra o ataque manual vandalismo e intrus o Os vidros devem ser avaliados e classificados conforme a sua resist ncia ao ataque manual vandalismo e a intrus o de acordo com a Tabela 9 A norma contempla dois tipos de testes A Queda de uma bola de a o de 4 1 kg e 100 mm de di metro onde cada teste tem de resistir a tr s impactos A classifica o feita em fun o da altura de queda B Embate sucessivo d
37. 2500kg m e v 0 23 e a 9x10 A composi o qu mica de ambos os vidros resumida na Tabela 1 Tabela 1 Composi o qu mica dos vidros s lica soda c lcio SLSG e borosilicatados BSG adaptado de 4 Componente simbolo SLSG BSG S lica SiO 69 74 70 87 Cal CaO 5 14 Soda Na O 10 16 0 8 Oxido de Boro B20 7 15 xido de Pot ssio KO 0 8 Magn sio MgO 0 6 Alumina AlOs 0 3 0 8 Outros 0 5 0 8 O vidro um material com uma excelente resist ncia qu mica aos principais agentes respons veis pela degrada o dos materiais de constru o A Tabela 2 mostra qualitativamente o desempenho do vidro face a esses agentes Tabela 2 An lise qualitativa do desempenho do vidro face aos agentes externos mais comuns resistente 0 razo vel sens vel adaptado de 4 Agente Resist ncia cidos oxidados e n o oxidados Acidos dissolvidos SiO2 0 Sal gua Alcalis 0 lcool 4 Oleos e gorduras 2 2 Processo de fabrico Existem diversos procedimentos para a fabrica o do vidro em fun o da sua aplica o Para as aplica es correntes na constru o janelas fachadas vidro estrutural espelhos recorre se normalmente ao vidro liso e por conseguinte o processo mais utilizado o floa Figura 4 Este procedimento foi inventado em 1952 e come ou a ser comercializado pela empresa brit nica Pilkington Brothers em 1959 As principais vantagens s o de acor
38. 3 6 1 Vidros de auto limpeza um vidro fabricado pelo processo float no qual se aplica uma fina camada de xido de tit nio conferindo lhe propriedades semi condutoras e hidrof licas S o vidros com maior capacidade de absor o de radia o UV que promove a redu o da mat ria org nica e reduz tamb m a ader ncia da mat ria inorg nica A gua da chuva ao passar remove a sujidade Figura 13 i oa Figura 13 Viaduto com barreira ac stica composta por BIOCLEANO 13 13 2 3 6 2 Vidros inteligentes Actualmente est o dispon veis vidros que oferecem um comportamento din mico Figura 14 isto s o capazes de alterar algumas propriedades como a transmit ncia t rmica e a luminosa controlando a quantidade de radia o infravermelha que penetra o edif cio em fun o da vontade do utilizador Os vidros s o dotados de uma pel cula no seu interior capaz de alterar as suas propriedades pticas tipicamente de oxido de tungst nio A tecnologia consiste na transfer ncia de i es de l tio ou de hidrog nio para essa pel cula com caracter sticas electrocr micas Figura 15 mediante a indu o de corrente el ctrica Ao receber esses i es essa camada altera as suas propriedades pticas absorvendo a radia o vis vel tornando se assim opaco Para tornar o vidro transparente de novo basta inverter o processo m ps a Figura 14 Vidro inteligente Modo transparente e
39. 5 MPa na ASTM E1300 09a O gr fico da Figura 51 descreve o andamento da tens o m xima de tr s tipos de viga para b 600 mm b 700 mm e b 800 mm em fun o do afastamento L entre glass fins para uma for a do vento de 1 5 kPa press o ou suc o Note se que para a viga de 700 mm de altura e para um afastamento de 3 25 m tem se uma tens o de 35 2 MPa n o cumprindo a norma francesa pelo que se adopta a solu o com um afastamento inferior 3 m Aqui a escolha da solu o a adoptar depender de uma an lise custo beneficio entre os encargos adicionais inerentes s solu es com maior afastamento e a qualidade est tica da solu o o que embora n o fazendo parte do mbito deste projecto e por isso se analisam solu es respeitantes aos tr s casos poss vel concluir partida que a viga com altura de 800 mm poder ainda ser optimizada por m o painel de fachada apresentar deforma es excessivas As solu es que se s o analisadas nas sec es seguintes s o gt Solu o A b 600 mm e L 2500 mm gt Solu o B b 700 mm e L 3000 mm gt Solu o C b 800 mm e L 3500 mm Foram apenas testados afastamentos de 2 00 2 25 2 50 2 75 3 00 3 25 3 50 metros 45 4 A z B i C NF DTU39 P3 lt lt ASTM E1300 2 25 2 5 2 15 3 3 23 3 5 Li m Figura 51 Gr fico tens o m xima no vidro afastamento entre glass fins 4 4 5 2 Deforma e
40. 984 PUE 371 2 MPa lt 500 MPa F A Nas chapas a tens o de compara o m xima 206 MPa lt 220 MPa de acordo com a Figura 55 e Figura 56 48 Figura 55 Tens o de compara o nas Figura 56 Tens o de compara o na r guas met licas 0 comp 206 MPa chapa do apoio superior Ocomp 23 8 MPa Na zona da emenda constatou se que a tens o m xima no vidro em torno do parafuso mais afastado da junta enquanto o parafuso mais solicitado o mais pr ximo Quando a viga carregada os dois segmentos de vidro tendem a separar se sendo esse movimento impedido pelos parafusos e pelas chapas Os primeiros parafusos s o sujeitos a maior for a de corte diminuindo progressivamente medida que o afastamento junta aumenta Por m na transi o para o ltimo parafuso h um aumento consider vel de esfor o de corte que juntamente com o campo de tens es j instalado origina ai a tens o m xima no vidro A tens o na chapa vai sendo distribu da pelos v rios parafusos at que quando chega ao ltimo j n o existem mais parafusos por onde transmitir tens es descarregando a restante tens o exclusivamente no ltimo parafuso medida que se aumenta o n mero de parafusos naturalmente que o esfor o de corte em cada um deles diminui pelo que a nica explica o encontrada para que a tens o m xima no vidro se mantenha aproximadamente constante com o aumento do n mero de parafusos devido ao campo de tens es
41. Assim como foi considerado na verifica o de seguran a das liga es do caso pr tico 1 considera se o parafuso uma barra simplesmente apoiada nas chapas e uniformemente carregada pelo vidro pelo que os esfor os a meio v o s o e N 200 N e M 64 N m A tens o de compara o ent o dada por srs 4 5 0 064e 377 MPa lt 500 MP i ae a AT alia 0 006 z 0 006 a lt a 4 4 Na liga o da contra chapa em L chapa principal temos Caso 1 e N 10kN e V 5 2kKN Caso 2 e N 8 8 kN e V 6 3 kN Pela EN1993 tem se Resist ncia trac o do parafuso ko fup As _ 0 9 x 500000 x 0 0000843 Fira 30 3 kN t rd Ym 1 25 Resist ncia ao corte do parafuso 0 6 x 500000 x 0 0000843 Fyra a 20 2 KN 70 Interac o corte trac o Caso 1 k n u F c 0 8F gaser 1x2x0 2x 0 7x500000 x 0 0000843 0 8 x 10 F rd ser SFT SE eee CEN tie Vu3 1 1 gt 5 2 kN Caso 2 ks n u E c 0 8F gaser 1x 2 x 0 2 x 0 7 x 500000 x 0 0000843 0 8 x 8 8 F rd se ES E ye RN as Vu3 1 1 gt 6 3 kN Os parafusos que comp em a liga o da chapa principal laje de bet o est o sujeitos a esfor os inferiores aos referidos na liga o da chapa principal contra chapa em L verificando se assim a seguran a dos mesmos 11 72 5 Conclus es e perspectivas de desenvolvimentos futuros 5 1 Conclus es O principal objectivo desta disserta o foi ajudar a compreender t
42. Constru o 1 2004 22 A finite element model for impact simulation with laminated glass M Timmel S Kolling P Osterrieder P A Du Bois s l Internation Journal of impact Engineering 2007 23 Katherine K Leitch MIT Structural Glass Technology Systems and applications 2004 24 Gomes Augusto and Pinto A P Ferreira Vidro Apontamentos Aulas Te ricas Materiais de Constru o I IST 2009 25 Polimeros Apontamentos das aulas te ricas Materiais de Constru o IST 2009 26 Dinar Camotim Cilmar Basaglia Nuno Silvestre Apontamentos de Estruturas Met licas Lisboa s n 2010 217 Glass panel under in plane shear loading Experimental investigation on structural panel point support Danijel Mocibob Michel Crisinel Lausanne Ecole plytechnique f d rale de Lausanne EOFL Steel Structures Laboratory ICOM 2007 28 Cruz Joao Sergio Relat rio do estudo dos diversos elementos da fachada em pain is de vidro duplo apoiados em glass fins para o edificio da Funda o Champalimaud 2011 29 The institution of Structural Engineers Structural use of glass in buildings 1999 30 European Organisation for Technical Approvals Structural Sealant Glazing Systems 2001 31 Canada Associates Architecture Smart Glass 2011 32 Pilkington htto www pilkington com Online 33 NP EN 1991 1 2 Ac es em estruturas expostas ao fogo 2010 34 NF DTU 39 P5 Travaux de batiment Travaux de vitr
43. E a ar i Mat ria prima Figura 4 Etapas do processo de fabrico float adaptado de 32 2 3 Tipos de vidros 2 3 1 Introdu o Depois de produzido o vidro recozido podem se seguir ou n o novas etapas de modo a complementar algumas caracter sticas essenciais em fun o da futura aplica o Um dos procedimentos mais utilizados denomina se de t mpera t rmica do qual podem resultar vidros temperados ou termoendurecidos sendo que este ltimo constitui um caso interm dio entre o vidro recozido e o temperado existe tamb m a possibilidade de obter vidros temperados quimicamente menos comum devido ao custo do processo Esta t cnica consiste em aquecer o vidro at um patamar onde este se torna novamente flex vel seguindo se um arrefecimento repentino As fibras superficiais arrefecem mais rapidamente que as fibras interiores Assim as fibras superficiais restringem o encurtamento das fibras interiores gerando se tens es de compress o superf cie e tens es de trac o no interior Figura 5 VIDRO RECOZIDO VIDRO TEMPERADO Fendas Tens es residuais compress o ee LL ml PF NE A Ac ST E o Vs en em em um a em em em um am em al A A a N Aa 4 A A a Compress o fecha as fendas Compress o fecha as fendas ya Pr Pa o q7 a7 Le a 4 d m M A u M AA A AA i a po a 7 Tens o residual evita propaga o de fendas Fendas abrem devido a tens es de trac o Elevada resist
44. Figura 18 Fachada em vidro agrafado Instituto Superior T cnico Campus Tagus Park 22 Figura 19 Aranha adaptado de 47 rsson aina a aE T DAS T 22 Figura 20 Preenchimento da folga em liga es aparafusadas adaptado 37 22 Figura 21 Sistemas de fixa o para vidro agrafado adaptado de 13 22 Figura 22 Guarda corpos com recurso a vidro fixado por grampos met licos Montanha Tianmen OS MMV DA PN RR OR UC RN SER ED RN AS E DD SRS EEA EAE 24 Figura 23 Grampo met lico DO ccccccssseccceceeeseeceeeceeeeeeeeeseeaeeeeeeeeeeeeeesaeaseeeessaeaseeeesseageeeeesseeeees 24 Figura 24 Glass fin com fixa o por aperto fric o Austr lia 53 ie 24 Figura 25 Esquema de fixa o adaptado de 4 e eereeeeeeeereeaa ae erreeaanaena 24 Figura 26 Tens es de contacto entre vidro e parafuso cccceeeccccseeeeeeaeeeeeeceeeeeecaeeeeessaneeeeseeeeesaaes 25 Figura 27 V o envidra ado caixilharia de madeira Londres 2 26 Figura 28 Painel apoiado em silicone estrutural em dois bordos adaptado de 10 27 Figura 29 Painel apoiado em silicone estrutural em todos os bordos adaptado de 10 27 Figura 30 Movimento t rmicos junta estrutural erre ereeaarerene serena rerana 28 Figura 31 Espectro do raio solar EN 410 cccccccccsssseeeccceesseeeccceessececc
45. HY 70 1400 1 1400 1 mixing nozzle 383685 Dispensers Ordering designation kem no Hilti MD 2000 manual dispenser 371291 Hilti MD 2500 manual dispenser 338853 Hilti ED 3500 cordless electric dispenser 273291 Hilti HIT P 8000 D pneumatic dispenser scr 1400 ml packs 373959 Technical data Hilti HIT HY 70 In service temperature range 40 C to 120 C Application temperature range 5 C to 40 C 45 min at 20 C Mortar compressive strength max 65 N mm design value 31 N mm Modulus of elasticity 1 750 N mm Thermal coefficient of expansion 0 0034 C Resistance of cured mortar UV Light OK Temperature Up to 120 C Water No effect on compressive strength of the mortar Resistant to cleaners containing tensides Compatibility No effect on PVD and EPDM foil or silicone materials 100
46. L 1500 mm 15 omax 10 4 m MPa espessura do pavimento mm 5 4 I 0 T To o 24 30 36 45 SAP E MEPLA 66 4 4 Guarda corpos 4 4 1 Nota introdut ria O vidro estrutural tem ganho espa o tamb m na execu o de guarda corpos quer no exterior como no interior permitindo combinar solu es prefer veis do ponto de vista est tico e seguras com recurso a vidro laminado de seguran a Figura 71 Figura 71 Guarda corpos em vidro 52 Na Figura 72 est ilustrado um caso real de um guarda corpos situado numa varanda consistindo num balan o em consola fixado laje de bet o composto por uma estrutura met lica em chapa quinada e soldada a qual recebe a guarda de vidro Os di metros dos furos nos vidros s o 40 mm por raz es de controlo de tens es m ximas nos bordos da fura o O contacto da estrutura met lica com o vidro evitado com recurso a placas e enchimentos com material polim rico Teflon neoprene silicone etc Utilizam se aqui como normas para a verifica o dos pain is de vidro a DTU 39 P4 e recomenda es da SGG para as tens es m ximas admiss veis A verifica o da estrutura met lica adequada norma EN 1993 Euroc digo 3 Estruturas Met licas As ac es a considerar s o e Peso pr prio dos materiais e Sobrecarga de servi o uniformemente distribu da no bordo superior da guarda de 1 kN m e Vento 1 2 kN m As combina
47. L IMPA s 69 Foura 74 DelormAad A aos beds A Ri a Gi led 69 Figura 75 Tens o de compara o na chapa em L ocomp 214 MPa 69 Figura 76 Tens o de compara o na chapa principal ocomp 333 MPa 69 Figura 77 Tens o de compara o nas chapas de refor o ocomp 175 MPa 69 Figura A 1 Dist ncia m nima do furo ao bordo ereta eerreeeea arenas eerrreannado 86 Figura A 2 Dist ncia m nima entre TUOS ossein a a a 86 Figura A 3 Dist ncia minima de um furo a um CAMO ceeeeceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeaaeeaceeeeeeeeeeeaeseeeeeeeeeseaas 86 Figura A 4 Glass ih Modelo SAPS sc saisisscueaDuas sos Tod E ua ee ea eae 87 Figura AS MOC Or asas ga id eater ra thea ued Elias yl ee ate tea a A Re 87 FOTA GMO CeO Moosi APRENDE SRD ERR ERP URNA deste NERDS SRD CAME eee 87 FOTA 2 INOS LON a ete hea a de ace ges este legged e eta eee 88 ms blg OA AR joio o Ea RR SRS a SOR PE sete cae ER eee 88 Figura AS Modelo ana te ar Gap abono OO Da gas abas SAO cs ERG Loba gi TE 88 QU A DO ti cane no a a 89 Roura AISO CA Asas aa a ee eee ee eee 89 FOUA ZOOM sas ias e ec eee ee ee ee Das 89 mio gs DE 9 o an eo 2 asa os ete adesaa heck PO NRO DARE DD a e CDS qa DE RR 89 we elec ATA Amo OM asa Mane eee cee eer Ee ey eee a ee ee ee adiada con fede 89 wo Olea bey O lie cao A e E Mer ene cen Seeh reece nny sere ee ce Tent nae 89 wile elec al owes OMC AM ease sadio eect ey erent a een ee eee eee
48. O factor solar g o quociente entre o somat rio da radia o transmitida com radia o reemitida o vidro absorve parte da radia o incidente e como qualquer corpo emite radia o sobre a radia o incidente no vidro Este par metro extremamente importante na avalia o do comportamento t rmico do vidro que tanto melhor quanto mais baixo for Efeito de estufa Como dito anteriormente qualquer corpo emite radia o A radia o solar particularmente radia o infravermelha ao entrar no interior do edif cio aquece os objectos no seu interior sendo que estes derivado o aumento de temperatura emitem radia o na zona infravermelha com um comprimento de onda superior a 5 um Como o vidro praticamente opaco a radia o com este comprimento de onda esta acaba por ficar retida contribuindo para o aumento da temperatura no interior Uma forma de reduzir este sobreaquecimento passa pela utiliza o de vidros de controlo solar isto vidros que apenas transmitem uma determinada frac o da radia o solar e que asseguram simultaneamente a ilumina o limitando assim o aquecimento dos espa os interiores Os vidros de controlo solar recorrem a revestimentos de baixa emissividade que s o predominantemente transparentes a luz vis vel mas ao mesmo tempo capazes de reduzir significativamente a emissividade para a radia o infravermelha Se o revestimento for aplicado no exterior durante o Ver o reduz a quant
49. OE SOBRE 05 RISCOS F SICOS E SAUDE ESTAS INFORMA ES EST O DISPON VEIS NO SITE DA DOW CORNING EM WWWDOWCORNING COM COMO ENGENHEIRO DE APLICA ES E VENDASLOCAL OU DISTRIBUIDOR DA DOW CORNING OU CONTATAN DO O SERVI O DE ATENDIMENTO AO CLIENTE DA DOW CORNING VIDA UTIL E ARMAZENAMENTO Quando armazenado a 30 C 86 F ou abaixo nas embalagens originais fechadas este produto apresenta uma vida util de 18 meses a partir da data de fabrica o EMBALAGEM Este produto est disponivel cartuchos descartaveis de 300 mi baldes de 22 kz e tambores de 228 1 kg dependendo do local de compra Por favor contate o Engenheiro de Aplica es e Vendas local da Dow Coming para saber qual a dis pombilidade de embalagens na sua regi o 99 Typical Physical Properties of DuPont SentryGlas Interlayer 5026 Young s Modulus MPa kpsi 300 43 5 D Tensile Strength MPa kpsi 34 5 5 0 D638 Elongation 400 D638 Density g cm Ib in 0 95 0 0343 D792 Flex Modulus 23 C 78 F MPa kpsi 345 50 D790 Heat Deflection Temperature at C F 43 110 D648 0 46 MPa Melting Point C F 94 201 DSC Coefficient of 10 cm cm C 10 15 Thermal Expansion mil in C 0 10 0 15 D696 20 C to 32 C Hilti HIT HY 70 injectable mortar Ordering designation Contents ri includes hem no Hilti HIT HY 70 330 2 330 2 mixing nozzles 383677 Hilti HIT HY 70 500 2 500 2 mixing nozzles 383681 Hilti HIT
50. Resultados SAP ASTM L gt 750 mm L 2 750 mm Tipologia L mm 1500 2000 O max MPa mm O max MPa mm 3x8 16 1 2 6 16 4 3 3x10 10 4 1 4 10 6 1 6 3x12 7 3 0 79 7 5 0 9 3x15 4 8 0 4 4 7 0 5 Tabela 21 Resultados SAP ASTM L 2 1250 mm L 2 1250 mm Tipologia L mm 1500 2000 O max MPa mm O max MPa mm 3x8 22 6 11 2 31 6 16 5 3x10 14 6 5 8 20 5 8 5 3x12 10 3 3 4 14 5 5 3x15 6 8 1 8 9 5 2 7 2500 O max MPa mm 16 5 3 2 10 7 1 7 7 9 1 5 0 5 2500 O maxi MPa mm 37 6 20 1 24 4 10 4 17 2 6 1 11 3 3 2 As tens es admiss veis s o para o vidro termoendurecido e para o vidro recozido 20 3 MPa e 5 7 MPa respectivamente pelo que se obt m as solu es apresentadas na Tabela 22 Para a tipologia onde a extens o do v o menor de 1250 mm n o poss vel utilizar solu es de tr s vidros laminados para as espessuras estudadas 8 10 12 e 15 mm pelo que caso se opte por esta solu o deve se testar a possibilidade de quatro vidros laminados Tabela 22 Solu es para o pavimentos vidro termoendurecido e recozido Termoendurecido Lpz2 Lp1 mm 1500 2000 2500 750 3x8 3x8 3x8 1250 3x10 3x12 3x12 4 3 4 Discuss o de resultados 1500 3x15 n a Recozido 2000 2500 3x15 3x15 n a n a Tamb m no caso dos pavimentos foi til recorrer utiliza o do software MEPLA visto ter sido poss vel constatar a validade do m todo preconizado pela ASTM relativamente an
51. a o MPa 6 8 8 13 3 0 126 1 374 19 7 43 7 8 10 10 16 1 0 164 1 336 14 4 29 0 10 12 12 19 0 0 191 1 309 10 7 20 4 12 15 15 23 2 0 182 1 318 7 1 13 8 15 19 19 28 8 0 186 1 314 4 6 8 9 10 i 13 33 Denominado como seamed edge Osterrieder et al 22 12 O indice m corresponde ao vidro monol tico enquanto o ndice Il corresponde ao vidro laminado 54 Tabela 17 Resultados para o pa nel C AN LISE DO PAINEL 3 5X1 2 Solu o C ty mm t mm ts mm hef Mm W m KPa W KPa om MPa o MPa 6 8 8 13 3 0 126 1 374 26 8 59 5 8 10 10 16 1 0 164 1 336 19 6 39 5 10 12 12 19 0 0 191 1 309 14 6 27 8 12 15 15 23 2 0 182 1 318 9 7 18 7 15 19 19 28 8 0 186 1 314 6 3 12 1 N o sendo usual escolher solu es exclusivamente compostas por vidro temperado cap tulo 2 as tens es s o controladas ou pelo vidro termoendurecido ou pelo vidro recozido consoante o tipo de vidro seleccionado Para o caso em que um dos laminados recozido e com bordos polidos tem se gt Solu o A A gt Solu o B A gt Solu o C h hz 15mmeh 12 mm h 12 mm e h 10 mm h 15 mm e h 12 mm Caso um dos laminados seja termoendurecido tem se gt Solu o A h hs 8 mm e h 6 mm gt Solu o B h gt Solu o C h hs 12mmeh 10 mm h 10Ommeh 8 mm Deforma es Como descrito anteriormente o m todo prev uma forma de c lculo diferente para a espessura efecti
52. a glass fin e com as chapas de a o recorreu se a barras r gidas rotuladas unindo o parafuso aos n s dos elementos dos bordos de fura o transmitindo unicamente esfor os de compress o Figura A 22 X SOK ae gt i o Parafuso 1 Me a ni Glass fin o youd 7 o lt T apas LIOS AY Figura A 22 Liga o do parafuso glass fin Modelo SAP 92 Anexo IV Painel de fachada resultados MEPLA pE VsaP VMEPLA UMEPLA Tabela A 2 Resultados MEPLA para a solu o A ANALISE DO PAINEL 2 5X1 2 h mm h mm h3 mm Om MPa o MPa 6 8 8 14 27 2 8 10 10 10 5 18 2 10 12 12 8 2 13 12 15 15 5 6 8 9 15 19 19 3 8 5 9 Tabela A 3 Resultados MEPLA para a solu o B AN LISE DO PAINEL 3 0X1 2 h mm h mm h3 mm Om MPa o MPa 6 8 8 17 7 37 1 8 10 10 13 3 24 8 10 12 12 10 4 17 8 12 15 15 7 1 12 1 15 19 19 4 8 8 Tabela A 4 Resultados MEPLA para a solu o C AN LISE DO PAINEL 3 5X1 2 h mm h mm h mm 6 m MPa 6 MPa 6 8 8 22 48 7 8 10 10 16 5 32 5 10 12 12 12 8 23 3 12 15 15 8 7 15 8 15 19 19 5 9 10 4 Som 2 2 4 7 9 1 11 7 15 2 Som 11 3 8 3 3 2 0 3 3 3 Som 21 9 18 8 14 2 11 4 7 1 Sor Eq 44 11 5 10 6 9 0 7 4 4 9 17 8 16 9 14 6 13 8 11 4 o 22 1 21 4 19 2 18 6 16 7 93 Anexo V Pavimentos Resultados ASTM E 2751 11 SAP2000 Tabela A 5 Resultados SAP para L 750 mm L 2 750 mm Tipo
53. adas com PVB e SGP 42 44 Tens es na emenda devido aS cargas actuantes e ieeeserraaaaaam 42 45 Simula o do comportamento da solu o com silicone omax 41 8 MPa 43 46 Simula o do comportamento da solu o tradicional omax 57 4 MPA 43 49 Evolu o da tens o m xima no bordo do furo condicionante face varia o da rela o Sa N 44 90 Glass Ti MOGEIOCS tr UTI ali sas a doa LS can da Dodo ver Saga dna nado podes Saara ASAS Sae Danone ra gene 44 47 Pormenor da emenda meia r gua ccccccsesseceeccaeeeeeeeccueueeeeeeeeuseeeeesaeaeeeeesseeeeeeessaeees 44 48 Gr fico tens o m xima no vidro n mero de parafusos ccccseeeeecceeeeeceeeseeeeaeeeeeneeees 44 51 Gr fico tens o m xima no vidro afastamento entre glass fins 46 52 1 Modo de encurvadura Solu o A BE Cu eeeeccccccccsseeeeeeeeeeeeeaeeseeeeeeeeeeeaaeaseeeeeeeeeaaaaaes 47 53 Encurvadura lateral Press o Il Suc o e reereereerreene aa erreenaaas 47 DAs Conen ParaluSO salsa se arca a aa a a do Dadas e aaa ga 48 55 Tens o de compara o nas r guas met licas ocomp 206 MPa 49 56 Tens o de compara o na chapa do apoio superior ocomp 23 8 MPa 49 57 Deformada de um vidro duplo carregado perpendicularmente ao plano 50 58 Modelo de comportamento de um g s perfeito
54. admite se igual a 30 m s zona B co z Coeficiente de exposi o igual a 2 6 para z 15m Categoria de terreno Il Pelo que 1 Gp 15 1 25 302 2 6 1463 Pa O euroc digo estabelece como coeficiente de press o exterior para paredes exteriores verticais do lado de barlavento D com uma rela o de h d lt 0 25 o valor de 0 7 sinal positivo indica press o enquanto o sinal negativo indica suc o A mesma norma estabelece que caso n o seja poss vel 84 determinar o coeficiente de press o interior deve se considerar o caso mais gravoso de entre 0 2 e 0 3 Tem se ent o como caso mais gravoso press o no exterior e suc o no interior resultando assim um coeficiente de press o total Cr Cpe Cy 1 0 Or nee Eq 43 pelo que W 1 0x1463 1463 Pa 85 Anexo Il Normas para a geometria dos furos em vidros temperados e termoendurecidos A execu o de furos em vidros temperados e vidros termoendurecidos tem de respeitar o exposto nas normas EN12150 1 e a EN1863 1 respectivamente Aqui resume se os pontos principais a ES SEE a gt 2d Figura A 1 Dist ncia m nima do furo ao bordo a distancia do furo ao bordo b distancia entre dois furos c distancia do furo ao canto do painel d espessura do painel Tabela A 1 Toler ncias adimensionais Nominal hole diameter 4 lt lt 20 20 lt lt 100 Nr bz2d Figura A 2 Dist ncia m
55. al em parte reflectida absorvida e transmitida Figura 34 Em rela o a um determinado material importante saber o seu ndice de redu o sonora R Figura 34 Decomposi o da energia sonora incidente 12 R L E L E Eq 15 Factores como a rigidez a ressonancia ou a massa de um determinado material sao extremamente importantes para o mecanismo de transmiss o do som atrav s do material Segundo Rodrigues 12 no caso do vidro a massa o factor preponderante e pela Lei das massas R 20 x log f m 43dB Eq 16 Sendo m e f a massa superficial do elemento kg m e a frequ ncia Hz do som incidente respectivamente A equa o diz nos que se aumentarmos a massa para o dobro ou seja a espessura consegue se reduzir em 6dB o som transmitido Figura 35 33 Figura 35 Rela o da massa do material com a redu o sonora 12 L Qualquer l mina de qualquer material tem uma frequ ncia cr tica em que mais suscept vel de come ar a vibrar Se o som for emitido na frequ ncia cr tica da l mina a transmiss o do ru do faz se mais facilmente por exemplo no caso do vidro o n vel de isolamento ac stico pode baixar 10 a 15 dB De acordo com a SaintGobain Glass 13 um vidro de 4 mm de espessura tem uma frequ ncia cr tica de 3000 Hz enquanto num vidro de 12 mm de espessura essa frequ ncia situa se nos 100Hz Uma forma de aumentar a redu o ac stica passa pela utiliza o de
56. al d deslocamento relativo entre o vidro e o substrato SGG SaintGobain Glass EN norma europeia BS norma brit nica NF norma francesa ASTM norma americana t espessura da l mina de vidro i e espessura total do envidra ado e espessura equivalente para o c lculo da flecha factor de equival ncia para vidros isolantes factor de equival ncia para vidros laminados f flecha I coeficiente de transfer ncia de corte hef w espessura efectiva para o c lculo de deforma es segundo a ASTM E 1300 hef o espessura efectiva para o c lculo de tens es segundo a ASTM E 1300 W vento repartido para o vidro monol tico W vento repartido para o vidro laminado Gm tens o no vidro monol tico g tens o no vidro laminado ndice PN STA CECIMENTOS san asas ia ja E ip a E I RESUMO ess cen a een eae AE UA Ed AU anette DA o AR air o ORG ds AD a I PROS UEC E EG di a Ddr A Il SEM 8 76 0 SA een nee En De eat nO Sn ONO T PREC N SENIOR OR MET EN EES ENE RE Ree NPT N IIS NnE eet RUE a IV E IDE OdUCA Orar es oe pore Meg ree pa A A A rn esate l Enquadramento Cl al lita coset cal aE a sancuneinee teats l t2 OO DICCHV OS CTCL OC Ol Sid ab asas E he as ee a 3 13 Organizacao da disserta o uses siaa nica ana ROS AC Nawatoaers 4 2 DeSCriCdo do VITO mis barba DE Dal ERA DRA eect sa E UR Ra RCE 5 ZV NOPE Od O Te 5 Di Se OCC OEO O E E E RE 6 Zi er APOS UENIT OS oea a rn a
57. andard s requirements results comparison was made also through SJ MEPLA software Finally a typical glass balustrade is analyzed The system consists on a laminated glass which is fixed to a steel structure with bolts The structure behaves as a cantilever which is subject to wind load or linear load acting on the top edge A finite element model was created using the SAP2000 v14 2 advanced software where the maximum tensile stress was controlled according to NF DTU 39 Keywords insulated glass glass fin international standards laminated glass structural glass Simbologia E m dulo de elasticidade do vidro G m dulo de distor o do vidro G m dulo de distor o da pel cula interm dia p massa vol mica do vidro a coeficiente de dilata o linear o tens o Omax tens o m xima no vidro e extens o A rea deslocamento maximo L comprimento do v o L comprimento do maior v o de um painel de pavimento L gt comprimento do menor v o de um painel de pavimento eq espessura equivalente utilizada para estimar deforma es em vidros laminados T temperatura AT varia o de temperatura W press o caracter stica do vento v coeficiente de Poisson PVB polyvinyl butyral SGP SentryGlasPlus EPDM ethylene propylene diene rubber j largura da junta estrutural e espessura final da junta estrutural eo espessura inicial da junta estrutur
58. ara o mecanismo de rotura de um vidro laminado e que se pode descrever em quatro passos tal como mostra a Figura 9 ny me M fga t Gini man pta M A finta 5G Ein rh A o ee _ gs Fase 1 Fase 3 da e CSS el M fog t D a d M finid t To Ac ia CE Ne Fase 2 Fase 4 Figura 9 Mecanismo de rotura de um vidro laminado adaptado de 5 1 Z E i oe O vidro laminado apenas considerado vidro de seguran a se tiver sido aprovado no teste de resist ncia ao impacto 10 Fase 1 Nesta fase ainda n o existem fendas e a resist ncia do conjunto fun o da tens o de trac o resistente do pano inferior da dura o da carga e do m dulo de resist ncia ao corte da pel cula Fase 2 O pano inferior est fissurado a partir deste momento a tens o resistente depende da tens o de trac o do pano superior e da dura o da carga Fase 3 Os fragmentos do pano superiores est o comprimidos e do contacto entre eles resulta um acr scimo de resist ncia Sendo que neste momento a tens o resistente fun o do tamanho do fragmento do m dulo de elasticidade da pel cula da tens o resistente da pel cula e da dura o do carregamento Fase 4 J n o h contacto entre os fragmentos sendo apenas a capacidade resistente da pel cula e a dura o do carregamento as nicas vari veis a ter em conta na resist ncia do sistema O comportamento mec nico de um vidro laminado assim dependente
59. as internacionais n o existindo conclus es relevantes a retirar dado tratar se de uma simples verifica o de um caso existente Acrescenta se que a diminui o do di metro do furo ou do n mero 19 de furos naturalmente conduz a tens es mais elevadas e seguramente viola os limites estabelecidos para a tens o m xima no vidro termoendurecido Contudo o modelo significativamente conservativo na medida em que se considera que a transmiss o de tens es do vidro para a chapa ocorre exclusivamente atrav s dos parafusos n o contabilizando o efeito da transmiss o de tens es que ocorre atrav s do material polim rico que evita o contacto directo entre o vidro e a chapa Ao longo deste projecto as principais dificuldades encontradas estiveram associadas recolha e a interpreta o da regulamenta o existente que se encontra actualmente dispersa e por vezes com reduzida sustenta o te rica frequentemente destinada a casos concretos tornando dif cil a transposi o para casos mais gerais Embora a comunidade cient fica tenha vindo a dar um forte contributo com algumas linhas gerais para o dimensionamento de estruturas de vidro 4 necess ria a cria o de normas a n vel europeu que re nam o maior consenso poss vel de modo a que este sector consiga crescer de uma forma segura e econ mica 5 2 Perspectivas de desenvolvimentos futuros tamb m devido a este panorama que a margem de progress o elevada e as
60. ceasseeeceseaaeceeesseaseeeesssaseeees 30 Figura 32 Vidros de controlo solar adaptado de 24 eee ererreenanena 31 Figura 33 Perturba o da press o do ar devido a uma onda sonora 12 32 VIII T EEN Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura 34 Decomposi o da energia sonora incidente 12 e eereeerereneam 33 35 Rela o da massa do material com a redu o sonora 12 34 36 Ensaio de resist ncia ao impacto segundo a EN 12600 im 34 37 Entrada principal com fachada suportada por glass fins Apple Store em Nova lorque 2 EPEE EET a a CE nett See ee et oe eine eee SR ee oe ence et ces aoe SO ca eee A eee 39 38 Glass fin Funda o Champalimaud Lisboa ccccccsesceeceeeeeeeneeeeeeseaeeeeseeeeesaaeeeesaaeees 40 39 Pormenor da emenda Funda o Champalimaud ccccsescceceeeeeeeeeeseeeeaeseeeeneeeeeesaees 40 40 Caso de Estudo 1 Fachada suportada por glass FINS ccccccccseececceseeeeeeaeeeeeeaeeeeeenaaeees 40 41 Pormenorda liga o de LOPO a 22is efa aceca a AOS sas e di aa 41 42 Pormenor da liga o interm dia cccccccccssssecceccaeeeeceeceueaeeeeeessaueeeessueaseeeessuaaeeeesssaaass 41 43 Gr fico carga deslocamento de vigas laminadas col
61. cenececeseeeceneeeeeseeteecetsneeenaneenaness 65 Tabela 22 Solu es para o pavimentos vidro termoendurecido e recozido c seeeceeeeeeeeeeeeeeeees 65 Tabela 23 Resultados MEPLA Lp2 750 Mmam cccccccccecccccesececeseeteescetaeeceteeceneneseneneetaeeetsneeetaness 66 Tabela 24 Resultados MEPLA Lpz 1250 MM asamisiseassadiiss tada Sotnas ia Lauda dad N tada 66 Tabela 25 Tabela de erros relativos entre SAP e MEPLA para Lp2 750mm 66 Tabela A 1 Tolerancias adimensiONaIS srs saias tes bevewtetoebeiseetids gos ielentaiele rE E De ida 86 Tabela A 2 Resultados MEPLA para a solu o eee eereree serena 93 Tabela A 3 Resultados MEPLA para a solu o B eee eereren renan 93 Tabela A 4 Resultados MEPLA para a solu o C eee ereeree serena era 93 Tabela A 5 Resultados SAP para Lp2 750mm een rrenan arena aaa enana 94 Tabela A 6 Resultados SAP para Lp2 1250mm ce eeceecaeeceecaeseceseaeeeeseaeeeeesaaeeeeeas 94 Tabela A 7 Resultados MEPLA para Lp2 750mm eee 94 Tabela A 8 Resultados MEPLA para Lp2 1250mm errar 94 Tabela A 9 Erros relativos para Lp2 750mm eee eeeer eee eeree arena eneea 95 Tabela A 10 Erros relativos para Lp2 1250mm eee ererrerea serena 95 XI XII 1 Introdu o 1 1 Enquadramento geral O vidro um material com milhares de anos
62. cializa o O ensaio consiste em tr s fases aquecimento manuten o da temperatura a um determinado patamar e arrefecimento Figura 16 Figura 16 Heat soaked test Esquema de funcionamento do ensaio EN 14179 Os vidros s o aquecidos numa primeira fase at 280 Segue se um per odo de 2h onde a temperatura mantida A fase de arrefecimento come a quando o ltimo vidro a atingir os 280 C termina a segunda fase Caso n o tenha ocorrido a rotura do vidro significa que este est aprovado e portanto n o est sujeito ocorr ncia de uma rotura espont nea devido presen a de sulfato de n quel 15 16 3 An lise de estruturas de vidro 3 1 Nota introdut ria Na concep o de constru es de vidro para que estas sejam capazes de desempenhar correctamente as fun es para as quais s o projectadas necess rio ter em considera o quest es relativas s mais diversas reas da engenharia Este cap tulo come a por descrever as ac es que devem ser tidas em conta no c lculo estrutural bem como a sua determina o com base na regulamenta o europeia No c lculo estrutural de elementos em vidro as liga es representam zonas de concentra o de tens es em virtude da incapacidade do vidro de trabalhar em regime pl stico e por isso s o frequentemente aspectos condicionantes no dimensionamento global da estrutura S o exigidos aos edif cios de hoje seja por imposi o normativa
63. considera se para o caso dos vidros duplos que n o existe varia o de volume da caixa de ar e por conseguinte a deforma o do pano interior ser aproximadamente igual deforma o do pano exterior pelo que se reparte a carga proporcionalmente rigidez de cada pano Eq 29 53 Conservativamente podem se considerar como valores m ximos para a tens o admiss vel o exposto na Tabela 14 Tabela 14 Tens es admiss veis para cargas de curta dura o 3seg ASTM E 1300 09a MPa Recozido Termoendurecido Temperado longe dos bordos 23 3 46 6 93 1 bordo cortado 16 6 n a n a bordo com ligeiro acabamento 18 3 36 5 13 bordo polido 20 36 5 13 Na an lise dos pain is das solu es A Be C considerou se o modulo de resist ncia ao corte da pel cula de PVB igual 0 4 MPa corresponde a uma carga de 3seg e um temperatura de 50 C e um coeficiente de Poisson de 0 5 As tabelas Tabela 15 a Tabela 17 resumem os resultados obtidos analiticamente Tabela 15 Resultados para o pa nel A AN LISE DO PAINEL 2 5X1 2 Solu o A ty mm t mm ts mm hef Mm W m KPa W KPa om MPa o MPa 6 8 8 13 3 0 126 1 374 13 7 30 3 8 10 10 16 1 0 164 1 336 10 0 20 1 10 12 12 19 0 0 191 1 309 7 9 14 2 12 15 15 23 2 0 182 1 318 4 9 9 6 15 19 19 28 8 0 186 1 314 3 2 6 2 Tabela 16 Resultados para o painel B AN LISE DO PAINEL 3 0X1 2 Solu o B ty mm t mm ts mm hef Mm W mn KPa W KPa 0 MP
64. consru o o tamanho assim como cargas ox tomas Para mais informa es por favor contactar os servi os toonicos da Ska Divis o Industria tempo de aborura do produto Remo o O Sikasif Ses pode sor removido jorramenias o tada com Sika Romover 206 Os misturados estaticos do equipamento do moci omestura ser impes com Cloanor As m os o a polo expostas tom do sor ladas do imodizo usando Ska Top Clean T cu um agonio do limpeza industrial o gua Nao usar scores MESS Valores base Todos cs wakeos apresentados m sa ficha do produto s o baseados om testes do inborm rio Vacs obtidos podem varia devido a crounstaxias fora do nosso controls informa o Higkne Seguran a Para informa es o aconsolha mento sobro segrxan a no manuseamento armazenamento o disposi o dos produws quimicos os utilizados ie aoe as foes Go seguran a quo comem dudes lavos a seguanca fisicos toxicologicos outros Informa o Legal A imoma o o om parcudar as recomenda es raiaconadas com apica o ctira o final dos produtos Ska sao fomectias om bea q beseades no conheco nto e axpor ncia vom areia 4 _ 97 Informa o de Produto Selantes de Silicone CARACTER STICAS Inodoro e sistema de cura n o BENEFICIOS Excelente resist ncia as Excelentes propriedades mec nicas Testes aprovados para aplica es de envidra amento em vidros de SEEUTAL A Excelent
65. das com recurso a vidros temperados termicamente Figura 67 e Figura 68 Figura 67 Grand Canyon Skywalk Estados Unidos 9 62 Figura 68 Passadi o na Basilica de Aquileia It lia 38 Perante esta incerteza opta se neste cap tulo por considerar solu es compostas por vidro recozido e vidro termoendurecido Apesar da crescente utiliza o das pel culas de SGP em pavimentos os exemplos mais comuns recorrem a utiliza o de pel culas de PVB e por isso opta se neste cap tulo pela segunda solu o Um correcto dimensionamento obriga neste caso a ter alguma redund ncia no sistema isto em caso de quebra de algum dos laminados a restante estrutura tem de permanecer em seguran a at que se proceda opera o de repara o ou substitui o A SaintGobain 13 aconselha que deve ser acrescentado um vidro da mesma espessura e do mesmo tipo para garantir uma seguran a refor ada No pavimento da Figura 67 segundo Bennison 9 ap s garantida a seguran a estrutural do pavimento foi adicionado um vidro temperado amov vel de 8 mm de espessura permitindo em caso de rotura a substitui o do pano danificado oferecendo assim seguran a adicional e maior redund ncia ao sistema Conservativamente este pano n o considerado no c lculo estrutural Sendo o vidro um material com um coeficiente de atrito reduzido e por isso suscept vel ao deslizamento sobretudo na presen a de humidade o vidro colocad
66. de hist ria e por isso torna se imposs vel datar com exactid o o in cio da sua fabrica o Existem diversas teorias que procuram explicar o seu aparecimento e todas t m em comum o facto de que o vidro come ou a ser produzido alguns milhares de anos antes de Cristo A hist ria do vidro conheceu diversas t cnicas de produ o desde os m todos grav ticos passando pela t cnica do sopro at chegar ao procedimento mais utilizado nos dias de hoje o float Esta nova t cnica desenvolvida em meados do s culo XX por Sir Allastair Pilkington permite fabricar vidro plano a baixo custo e por isso assistiu se a uma revolu o na utiliza o do vidro no mercado da constru o At ent o devido ao seu elevado custo de produ o apenas era acess vel a uma pequena franja da popula o estando destinado a pequenos v os envidra ados e a alguns objectos dom sticos Vivemos actualmente numa sociedade cada vez mais preocupada com quest es ambientais e econ micas que procura rentabilizar todos os recursos dispon veis ao seu alcance Os novos conceitos arquitect nicos n o fogem regra tendo encontrado no vidro a resposta a muitos dos desafios associados constru o sustent vel De todos os materiais utilizados na constru o poucos t m a particularidade de serem transparentes e como n o existe actualmente qualquer habita o que seja projectada sem que haja suficiente luz natural o vidro torna se assim num marco claro da ar
67. dimensionamento do vidro estrutural come ou se por dar a conhecer as principais caracter sticas do vidro como material de constru o as suas vantagens e limita es A capacidade resistente do vidro nomeadamente a tens o de trac o ltima um dos principais pontos de disc rdia a n vel internacional e por outro lado a raz o da disc rdia parece ser un nime e est relacionada com as imperfei es existentes no vidro principalmente superf cie que t m origem no processo de fabrico e que tornam a capacidade resistente do vidro numa grandeza de grande variabilidade estat stica O indiscut vel desenvolvimento tecnol gico da ind stria vidreira tem permitido elevar os padr es de qualidade e de fiabilidade de uma forma generalizada um pouco por todo o Mundo e a utiliza o do vidro estrutural n o seria poss vel sem esta evolu o Parte dessa evolu o devido aos tratamentos t rmicos utilizados na melhoria da tens o resistente do vidro e sobretudo utiliza o do vidro laminado que permitiu reduzir o risco de rotura fr gil que tipicamente acontece no vidro simples Explicados alguns conceitos b sicos relativos s caracter sticas do material seguiu se a descri o das principais problem ticas e os seus efeitos que devem ser tidas em conta para um correcto dimensionamento Foram abordados temas como a t rmica e a ac stica de edif cios a seguran a os efeitos diferidos e os tipos de liga es usualmente utili
68. do adaptado de 19 2 3 5 Vidro laminado O vidro laminado tamb m conhecido como vidro de seguran a utilizado para conferir ao vidro algum comportamento ao n vel de seguran a Objectivo esse que conseguido mediante a colagem de dois ou mais vidros com recurso a pel culas produzidas base de pol meros normalmente de PVB Em caso de rotura esta n o ocorre espontaneamente como no caso dos vidros simples uma vez que os fragmentos permanecem colados pel cula oferecendo resist ncia residual a todo o sistema O tipo de vidro utilizado depende do tipo de uso por exemplo no caso de coberturas importante que o pano inferior seja temperado j que em caso de rotura a dimens o reduzida dos fragmentos diminui o risco de les es Por outro lado no caso de uma glass fin conv m intercalar o vidro temperado com um termoendurecido j que o comportamento p s rotura tanto melhor quanto maior for a dimens o do fragmento Figura 8 Em todo o caso sempre que n o exista regulamenta o espec fica cabe ao projectista fazer um balan o entre tens o resistente e seguran a Vidro recozido Vidro termo endurecido Aumento do desempenho estrutural e da resist ncia ao impacto y Aumento da capacidade resistente ap s a rotura Vidro temperado Figura 8 Rela o entre o tamanho do fragmento o comportamento estrutural e o desempenho p s rotura adaptado de 4 Overend 5 apresenta um modelo p
69. do com Haldimann et al 4 e Baixo custo e Largo especiro de aplica o e Grande qualidade ptica e Capacidade de produzir vidro de maior dimens o Os materiais seleccionados s o misturados e introduzidos no forno a cerca de 1550 C A mistura obtida derramada continuamente a cerca de 1000 C para dentro de um recipiente de fundo plano que cont m estanho Devido diferen a de densidades da mistura e do estanho este ltimo mant m se no fundo e o vidro flutua O vidro arrefece e atrav s de rolos mec nicos puxado para um outro forno forno de recozimento onde a temperatura de aproximadamente 600 C poss vel controlar a espessura num intervalo de 2 a 25 mm atrav s do ajustamento da velocidade com que os rolos puxam o vidro uma vez que quanto maior o tempo de perman ncia no banho de estanho maior a espessura Segue se uma fase de arrefecimento controlado de modo a prevenir a exist ncia de tens es residuais dentro do vidro Depois da fase de arrefecimento mediante equipamento pr prio o vidro submetido a uma inspec o rigorosa e s depois se procede ao corte nas dimens es t picas de 3 20x6 00m Antes de se proceder ao corte nas dimens es normalizadas poss vel aplicar certos revestimentos com o intuito de melhorar as qualidades pticas do vidro coating Transporte Armazenamento Corte Chapas de vidro ES C mara de arrefecimento Banho de estanho Forno de mistura aa
70. e ades o sem primer a uma colagem estrutural Am rica China e Europa COMPOSICAO Selante elastomerico de cura neutra monocomponente Kone mara amecal da Aldine Chesricads Inc Dow Corning 995 Selante de Silicone para Envidracamento Estrutural Selante de maxima resist ncia a tra o ideal para colagem estrutural e aplica es de envidracamento em vidro de seguran a APLICA ES Silicone para envidra amento estrutural e aplica es em vidro de seguran a PROPRIEDADES T PICAS Aos elaboradores de especifica es Favor contatar o seu Engenheiro ds Aplica o o Vendas local da Dow Corning on o Servi o de Atendimento so Cliente da Dow Corning antes de determinar as especifica es com este produto Teste iedade Umidade Valor Como fornecido Cor Preto branco e cinza MIL S 8802 Tampo Livre de Pegajosidads 50 s UR minutos 65 Tampo d Cura a 25 C 77 F 6 50 UR dias 7 14 Adssio Total dias 14 21 Escoamento mm 0 1 Tampo do Manipula o minutos 10 20 Densidade 1 339 Conte do VOC gL 30 Come Curado Apos 7 dia a 25 C 77 F 50 UR ASTM D2240 Dureza Shore A poatos a ASTM D0512 Maxima Rosist mcia Tra o pu MPa 350 2 41 Alongamento Maximo 5 ASTM D0624 Resist ncia Ruptara die B ppi 49 ASTM D0794 Resist ncia da Pelicula ppi 0 Come Curado Apos 21 dias a 25 C 77 F 50 UR ASTM C1135 Tens o a 25 de Alongamento psi MPa 48 0 33 Tans o a 50 de A
71. e um machado no vidro A classifica o feita em fun o do n mero de pancadas necess rias para criar uma abertura de 400x400 mm Tabela 9 Classifica o do vidro contra o ataque manual vandalismo e intrus o segundo a EN 356 Classifica o Altura de queda N mero de impactos P1A 1500 3 P2A 3000 3 P3A 6000 3 P4A 9000 3 P5A 9000 9 P6B 30 a 50 P7B 51a70 P8B mais de 70 Protec o contra armas de fogo Sempre que requerido os vidros devem ser classificados face sua resist ncia a armas de fogo de acordo com a EN1063 O teste consiste no disparo de tr s tiros excepto no teste de classe SG1 arma de ca a onde apenas disparado um tiro A dist ncia do disparo varia entre os 5e os 10 m em fun o da classifica o As classes de resist ncia dependem do tipo de arma utilizada pelo que se aconselha a consulta da norma As zonas de impacto dos disparos devem formar um tri ngulo separados de 120 mm entre si 35 Explos es A exig ncia de resist ncia face a explos es cada vez mais requerida nomeadamente em edif cios de elevado valor social econ mico ou pol tico 4 A regulamenta o europeia classifica atrav s da EN13541 a resist ncia a explos es simulando explos es de 25kg a 100 kg de TNT a uma distancia de 35 a 50 m A press o exercida sobre o vidro fun o da dist ncia a que a detona o feita do mesmo A classifica o feita de acordo com a Tabela 10 Tabela 10 Class
72. edir o contacto directo entre o vidro e os grampos met licos que habitualmente conseguido atrav s da introdu o de uma camada de neoprene na interface de contacto Figura 22 Guarda corpos com Figura 23 Grampo met lico recurso a vidro fixado por grampos 50 met licos Montanha Tianmen China 54 Para solu es de maior exig ncia estrutural onde seja necess rio transmitir cargas no pr prio plano a conex o feita com sistemas mais sofisticados e aptos para mobilizar for as de atrito superiores liga es por aperto fric o Estas liga es recorrem ao uso de chapas met licas aparafusadas duas a duas com parafusos pr esfor ados Figura 24 e Figura 25 Constitui teoricamente uma solu o mais adequada do que as liga es que recorrem exclusivamente a parafusos dado que a exist ncia de uma chapa met lica permite ter uma zona de contacto superior diminuindo assim o efeito de tens es localizadas embora seja de qualidade inferior sob o ponto de vista est tico FIZ FIZ qe j _ yy Figura 24 Glass fin com fixa o por aperto Figura 25 Esquema de fixa o adaptado de 4 fric o Austr lia 53 Para impedir o contacto directo entre o vidro e o parafuso s o previstas folgas que devem ser preenchidas com um material adequado Este material tem de ser suficientemente r gido para que n o transborde no momento em que se d o aperto dos parafusos Adicionalmente n o deve
73. eee eee 90 FOUA I7 8 20 02 5 oito tee alan ea Upa add de a nad Saad ag aa esa 90 FOUI A SS In O IM onesie fan ened acta iodo bai CSS Ut lad doe aad Sind duet age Uh USP Sega 90 Figura A 19 Tens o maxima SOII O A aasinianis sura isiialasiaais oil a aa e a a a aa 91 Figura A 20 T nsao maxima SOIU O Brossais a a iaaa 91 Figura A 21 Tens o m xima solu o C s nnssennnesenerernrrnsrrrrorrrrrsrrrrrsnrrrsrnrrnsnrrrsnrrrnnnrrrnnnrrennreennnnne 91 Figura A 22 Liga o do parafuso a glass fin Modelo SAP eee 92 ndice de tabelas Tabela 1 Composi o qu mica dos vidros s lica soda c lcio SLSG e borosilicatados BSG adaptado acA asas ate chateau ed ae sc iva ba eed a ip US ie 5 Tabela 2 An lise qualitativa do desempenho do vidro face aos agentes externos mais comuns resistente O razo vel sens vel adaptado de 4 e eeeeereeereren sera renre nana 6 Tabela 3 Tens es de trac o admiss veis no vidro MPa erraram 8 Tabela 4 Propriedades f sicas das pel culas de PVB e de SGP adaptado de 6 12 Tabela 5 Amplitudes t rmicas admiss veis no vidro adaptado de 4 ccceecccesesseeeeeeeseeeeeeeenaaees 21 Tabela 6 Coeficiente de transmiss o t rmica de vidro monol tico de 6 mm vidro laminado de 2x6 e vidro duplo de dois panos de 6 mm e caixa de ar de 12 MM eee aerea 29 Tabela 7 N veis de press
74. eeeeeeesseaaeeeegsssees 68 5 Conclus es e perspectivas de desenvolvimentos futuros essssssssssssssssssettrreresssssssssssssseeereree 13 DE O ONCINS ES a A A 13 5 2 Perspectivas de desenvolvimentos futuros ccccceceeeececceceeeeeceaaseessesseeeeeeeeeeeeeeeeeeaeaaaaeeesess 16 G BDOS gre p iene Ra er rete rome tne ror ee ner ven ERR ERRA RAR ER RR RIR pyc cre Ti ae 19 Anexo I Justifica o do valor adoptado para a press o do vento EN1991 1 4 84 Anexo II Normas para a geometria dos furos em vidros temperados e termoendurecidos 86 Anexo II Glass fin Resultados computacionais ccccccccccccccccceeessssssseeeeececccceeeeeeeeaaaeeesaeeees 87 Anexo IV Painel de fachada resultados MEPLA racer are r arena 93 AEON PAV RIC I OS sac sea vtecatv ace tacncadeaateacunsadaandduuseasdatacuantecanes tensa E N 94 Anexo Vk Fichas tecnicas de Materials spas iaia ladra arrasada dad a aaa 96 VII ndice de figuras Figura 1 Fachada de vidro suportada por glass fins Opera de Oslo 1 2 Figura 2 Escadas de vidro Apple Store em Hamburgo 2 ccccccsseeeeeeeceeeeeceeeeeeeeeeeeeseeseeeeesaeeeeees 2 Figura 3 Cobertura de vidro suportada por glass fins em consola T quio 3 2 Figura 4 Etapas do processo de fabrico float adaptado de 32 ee 7 Figura 5 Efeitos do processo de
75. eguindo as indica es existentes na regulamenta o internacional e comparar os resultados obtidos de acordo com os diferentes m todos O modelo de c lculo simplesmente apoiado em dois bordos Figura 60 em que a largura do bordo apoiado L 1200 mm dimens o standard proveniente de f brica e igual em todas as solu es estudadas A sec o transversal tipo composta por uma caixa de ar de 16 mm e dois panos em que um monol tico t e o outro laminado t ts de acordo com a Figura 61 Os pain is s o apoiados nas glass fins como mostra a Figura 62 Recapitulando os resultados obtidos na sec o anterior tem se gt Solu o A L 2500 mm gt Solu o B L 3000 mm gt Solu o C L 3500 mm 51 A Figura 60 Modelo estrutural do painel de Figura 61 Corte AA do painel de fachada Sec o fachada transversal Vidro Glass Fins Sika Spacer Tape HD 10x6 4 Silicone Estrutural Sikasil SG500 Cor Preta Perfil emAluminio MA 00 28 ACET NAT 25Mc Perfil em Poliamida Parafuso M5x15 DIN7991 INOXA 4 Tirante em A o Inox AIS 316 Vedante EPDM Negro i lg 4 a pos wre g ace EPMA 10 16 1212 4 Serigrafia na face 2 e 3 Calha em U com 50mm espa ada 200mm max Tomiquete A o INOX AIS 316 Parafuso M5x20 DINS12 INOXA4 Silicone Veda o Negro Figura 62 Pormenor do tipo da liga o do painel a glass fin 28 4 2 2 D
76. endurecido conduziu a solu es menos espessas dada a sua maior tens o resistente em rela o ao vidro recozido A norma ASTM E 1300 fornece um conjunto de f rmulas que conduzem ao c lculo da espessura equivalente a considerar na an lise de vidros laminados duas l minas Conservativamente utilizaram se essas mesmas f rmulas para a an lise do pavimento tr s l minas de vidro onde se admitiu que o coeficiente de transfer ncia de corte T era nulo As espessuras calculadas foram utilizadas nos modelos de elementos finitos SAP2000 onde foram considerados dois casos de carga distintos respeitante a uma sobrecarga uniformemente distribu da e uma carga concentrada De todas as hip teses testadas verificou se que o vidro recozido n o pode ser utilizado em todas elas ao contr rio do termoendurecido sendo possivelmente necess rio recorrer a solu es com 4 vidros laminados De entre os casos estudados neste trabalho talvez o pavimento seja aquele que maior redund ncia exige face aos elevados riscos de danos em caso de rotura e por isso recomendado a adi o de uma l mina de vidro temperado de 8 mm face superior 13 e 9 Os resultados foram novamente comparados com o software MEPLA tendo se obtido resultados muito semelhantes com margens de erro reduzidas 7 para a tens o m xima e 2 para a deforma o maxima Na an lise do guarda corpos conclui se que o modelo projectado verifica a seguran a de acordo com as norm
77. eratura e pela dura o do carregamento a que est o sujeitos Na Tabela 4 s o comparadas as principais caracter sticas de ambos os materiais A principal diferen a reside no m dulo de elasticidade e consequentemente no m dulo de resist ncia ao corte Tabela 4 Propriedades f sicas das pel culas de PVB e de SGP adaptado de 6 VALOR PROPRIEDADE UNIDADE ASTM Test PVB SGP M dulo de Young MPa 11 300 D5026 Tens o de trac o MPa 28 1 34 5 D638 Alongamento Yo 275 400 D638 Densidade g cm 1 07 0 95 D792 Coeficiente de dilata o t rmico 10 41 2 10 a 15 D696 Num trabalho publicado por Bennison et al 6 s o realizados ensaios com o intuito de comparar o comportamento entre tr s vigas distintas uma monol tica de 9 5mm de espessura uma laminada 4 7x4 7 com PVB 0 76mm e outra laminada 4 7x4 7 com SGP 0 76 mm submetidas flex o partida parece surpreendente que o modelo de SGP seja mais r gido que o modelo monol tico Figura 11 por m a sua resist ncia ao corte t o elevada que a sua capacidade de transmiss o de carga total tornando o completamente r gido e como mais espesso contabilizando a camada de SGP para a mesma quantidade de vidro obt m se maior capacidade de carga O estudo demonstra ainda que as pel culas de SGP s o mais est veis que as pel culas de PVB face ao aumento de temperatura Figura 12 At temperaturas de aproximadamente 45 C as pel culas de SGP s o insens
78. ercorrido no sentido de melhorar e potenciar todas as capacidades do vidro como material de constru o 1 2 Objectivos e metodologia Esta disserta o tem como principal objectivo a an lise e dimensionamento de sistemas estruturais de vidro Pretende se que o leitor seja capaz de entender de uma forma clara quais as principais condicionantes num projecto de estruturas de vidro e como incluir essas condicionantes na an lise global do problema Ao longo deste documento ser o analisados quatro tipos de situa es que por serem as mais correntes cobrem grande parte da aplica o do vidro estrutural s o elas Fachada com pain is de vidro duplo suportada por glass fins Painel de fachada em vidro duplo simplesmente apoiado em dois bordos Pavimento em vidro simplesmente apoiado em quatro bordos we ee Guarda corpos As glass fins sao vigas em vidro laminado de reduzida espessura utilizadas frequentemente para suporte de coberturas e fachadas em vidro Neste trabalho sera dimensionada uma glass fin tipo de uma fachada com 15 metros de altura onde se procurar explicar e integrar as principais vari veis mediante a utiliza o de modelos de elementos finitos A complexidade da an lise est associada s zonas de liga o especialmente na emenda que ser feita consequ ncia da limita o existente para a produ o de vidros com dimens es superiores a 11 metros dada a natureza do material Ser o tamb m testados
79. ergia solar m dia incidente numa superficie vertical orientada a sul de rea unit ria durante a esta o de aquecimento X o factor de orienta o M em meses a dura o da esta o de aquecimento e 7 o factor de utiliza o dos ganhos t rmicos 3 5 2 Exig ncias ac sticas L O som o resultado de uma perturba o f sica da press o em rela o press o atmosf rica 10 Pa que pode ser detectada pelo ouvido humano dependendo da frequ ncia da onda Figura 33 As frequ ncias audiveis pelo ser humano est o compreendidas entre os 20Hz e os 20000Hz 3 z E A Z i Durante a esta o de aquecimento o Sol est mais baixo e consequentemente a incid ncia solar superior nos paramentos verticais podendo originar a sua rotura 31 nr compress o 2 descompress o Figura 33 Perturba o da press o do ar devido a uma onda sonora 12 A press o sonora p dada por Eq 11 p p Pam Em termos de c lculo importante determinar a press o m dia num dado intervalo de tempo e n o a press o instant nea Essa press o denominada de press o eficaz e determinada atrav s da m dia quadr tica j que a m dia simples poderia conduzir a um valor nulo onde as press es negativas anulassem as positivas Assim sendo tem se Eq 12 t2 dis porate f t t t4 A press o sonora relaciona se com outras grandezas ac sticas igualmente importantes como
80. erie miroiterie Partie 5 M mento S curit 2006 35 NF DTU 39 P4 Travaux de Batiment Travaux de vitrerie miroiterie Partie 4 M mento calculs pour le dimensionnement des vitrages 2006 36 NF DTU 39 P3 Travaux de batiment Travaux de vitrerie miroiterie Partie 3 M mento calculs des contraintes thermiques 2006 37 Hilti Hilti HIT HY 70 for structural glass 80 38 Favero amp Milan Ingegneria Mirano Italy Glass walkway in the Basilica of Aquileia Italy s l The European Stainless Steel Development Association 2005 39 BS EN12150 2 Glass in building Thermally toughened soda lime silicate safety glass Evaluation of conformity 2000 40 BS EN12150 1 Glass in building Thermally toughened soda lime silicate safety glass Definition and description 2000 41 BS EN ISO 12543 5 Glass in Building Laminated glass and laminated safety glass Dimensions and edge finishing 42 BS EN ISO 12543 2 Glass in Building Laminated glass and laminated safety glass Laminated safety glass 1998 43 BS EN 1863 2 Glass in Buildings Heat strengthened soda lime silicate glass Evaluation of conformity 2004 44 BS EN 1863 1 Glass in Buildings Heat strengthened soda lime silicate glass 2000 45 BS EN 12600 Glass in Building Pendulum test Impact test metho and classification for flat glass 2002 46 ASTM E 1300 09a Standard Practice of Determining Load Resistance of Glass
81. estas tens es s o transmitidas atrav s dos parafusos e como o vidro incapaz de plastificar essa transmiss o origina um aumento da tens o local sendo por isso inevit vel controlar a tens o m xima max Instalada no vidro Figura 44 T Ot ot T Figura 44 Tens es na emenda devido s cargas actuantes O desempenho dos materiais utilizados no preenchimento das folgas foi simulado em modelo de elementos finitos SAP2000 para melhor se compreender o efeito que uma eventual modela o mal concebida pode causar Analisou se uma glass fin onde foram modelados dois comportamentos distintos no primeiro Figura 45 considerou se que toda a envolvente do parafuso contribu a para a transmiss o de tens es enquanto no segundo considerou se apenas parte dessa envolvente menos de metade da envolvente total Figura 46 Os resultados obtidos foram esclarecedores tendo se verificado um acr scimo de tens o do primeiro para o segundo modelo de aproximadamente 15 MPa no anexo Ill encontra se o modelo de elementos finitos tipo bem como a explica o detalhada da zona da liga o 2 Os resultados foram obtidos para uma glass fin com 16 parafusos na emenda colocada a 4 metros do topo da viga de 600x60 mm colada com SGP e para um afastamento de 3 0 m 42 Figura 45 Simula o do comportamento da Figura 46 Simula o do comportamento da solu o com silicone Omar 41 8 MPa solu o tradicional o max 57 4 MPa
82. fi INSTITUTO SUPERIOR T CNICO An lise e Dimensionamento de Sistemas Estruturais de Vidro Jos Maria Cardoso Pinto de Noronha Sanches Disserta o para a obten o do Grau de Mestre em Engenharia Civil J ri Presidente Prof Doutor Jos Manuel Matos Noronha da C mara Orientador Prof Doutor Jo o S rgio Nobre Duarte Cruz Vogal Prof Doutor Fernando Ant nio Baptista Branco Janeiro 2013 Agradecimentos O presente trabalho foi realizado sob a orienta o do Professor S rgio Cruz a quem me cabe exprimir sincero agradecimento e reconhecimento pela oportunidade que me foi concedida e especialmente por todo o apoio prestado ao longo destes ltimos meses ao qual espero ter correspondido devidamente A empresa SJ Software Gmbh pela disponibiliza o do software SJ Mepla 3 5 que se revelou fundamental na execu o deste projecto Ao Sr Carlos Bigode por toda a informa o e conhecimento partilhado que em muito contribuiu para o desenvolvimento desta disserta o Ao Samuel e Mafalda pela revis o do texto Aos professores e pessoal auxiliar que diariamente contribuem para o prest gio da institui o Finalmente um especial agradecimento a toda a fam lia e a todos os amigos que das mais diversas formas deram o seu indispens vel contributo para a realiza o deste trabalho e a conclus o desta etapa Resumo A utiliza o do vidro como material de constru o vem de h muito tempo mas na
83. idade de radia o IV que entra para os edif cios diminuindo as necessidades de arrefecimento Para diminuir as perdas durante o Inverno pode ser poss vel recorrer a uma solu o mais completa como se mostra na Figura 32 j que no caso dos vidros de multipanos pode se aplicar igualmente o revestimento no pano interior de modo a reflectir a radia o infravermelha emitida pelos objectos existentes no interior do edif cio que aquecem com a passagem da radia o vis vel 30 Superf cie reflexiva INVERNO Reflex o da radia o infravermelha longa VER O Reflex o da radia o solar Figura 32 Vidros de controlo solar adaptado de 24 Balan o energ tico O balan o energ tico dado pela diferen a entre as perdas t rmicas e os ganhos solares teis As perdas t rmicas que ocorrem atrav s de um vidro s o fun o do coeficiente U enquanto os ganhos solares s o fun o do factor solar g Durante a esta o de aquecimento Inverno as perdas t rmicas de um determinado objecto podem ser estimadas de acordo com a equa o seguinte Q 0 024 U 4 GD W Eq 9 Onde A a rea do elemento GD o n mero de graus dias de aquecimento especificados para cada concelho do pa s e U o coeficiente de transmiss o t rmica J os ganhos t rmicos s o determinados de acordo com Eq 10 Q Go D Xj 0 46 4 9 M n J Onde G representa em W m c o valor m dio mensal da en
84. idade desta hip tese e qual a influencia no estado de tens o do vidro em fun o do tipo de g s introduzido na caixa de ar bem como a press o com que introduzido 76 A ltima sugest o prende se com quest es econ micas Sendo as fachadas suportadas por glass fins habitualmente uma solu o substancialmente mais dispendiosa que as fachadas normais seria til avaliar essas diferen as em termos de custo por metro quadrado bem como o peso dos restantes materiais no custo final nomeadamente os materiais polim ricos utilizados na colagem dos vidros estudando se poss vel alternativas mais acess veis 11 78 6 Bibliografia 1 Architecture and interior design Online Cited 12 31 2012 http architectureandinteriordesigns blogspot pt 2 Eckersley O Callaghan Online Cited 12 31 2012 www eckersleyocallaghan com 3 Mark s Structural Glass Home Page Online Cited 12 31 2012 http www civil eng ox ac uk 4 Haldimann Mathias Luible Andreas and Overend Mauro Structural Use of Glass s l International Association for Bridge and Structural Engineering 2008 5 Overend M Recent developments in design methods for glass structures Cambridge s n 2009 6 Stephen J Bennison Maria HX Qin and Phillip S Davies High Performance laminated glass for structural efficient glazing 2008 7 Technical Bulletin Strength characteristics and post glass breakage performance s l Dupont 2008
85. ifica o da resist ncia do vidro ao ensaio de explos o segundo a EN 13541 Classifica o Press o reflectida kPa ER 1 50 a 100 ER 2 100 a 150 ER 3 150 a 200 ER 4 200 a 250 3 5 4 Seguran a contra inc ndios Relativamente seguran a face ao fogo necess rio distinguir dois conceitos distintos a reac o ao fogo dos diversos materiais de acordo com a EN 13501 2 e a resist ncia face ao fogo segundo a mesma norma Reac o ao fogo A classifica o dos diversos materiais utilizados na constru o dividida em cinco categorias MO Incombust vel por natureza ou por experiencia M1 n o inflam vel M2 dificilmente inflam vel M3 moderadamente inflam vel M4 facilmente inflam vel Resist ncia ao fogo A EN 1991 1 2 define como principais caracter sticas e Estanqueidade E Capacidade de um elemento de compartimenta o de um edif cio quando exposto ao fogo de um lado para impedir a passagem de chamas e de gases quentes atrav s de si e para impedir a ocorr ncia de chamas no lado n o exposto 36 e Isolamento t rmico I Capacidade de um elemento de compartimenta o de um edif cio quando exposto ao fogo de um lado para limitar o aumento de temperatura da face n o exposta abaixo de valores especificados e Fun o de resist ncia estrutural R Capacidade de uma estrutura ou de um elemento para resistir a ac es espec ficas durante o inc
86. ilizar Figura 53 Il Glass fin Glass fin B Glass fin C Figura 52 1 Modo de encurvadura Solu o A Be C 1 l rT YF Figura 53 Encurvadura lateral Press o Il Suc o 4 4 5 4 Verifica o de seguran a das liga es Para a verifica o de seguran a das liga es utilizaram se os resultados obtidos nos modelos num ricos tendo se majorado o vento por 1 5 Tanto as liga es de extremidade como a liga o interm dia funcionam essencialmente ao corte Na Figura 54 est representado o esquema de transmiss o de for as Simplificadamente e conservativamente considera se que o parafuso uma barra simplesmente apoiada nas chapas e uniformemente carregada pela glass fin 47 do Mo do do do dd amp Figura 54 Corte no parafuso Para a solu o A o resultado obtido para o esfor o de corte no parafuso foi de aproximadamente 42 kN Considerando que o v o L est compreendido entre os alinhamentos dos centros de massa das chapas L 60 2 7 5 e para um parafuso M30 tem se P o 2 1400 kN L 0 060 om 2 M 1400 0 984 kNm O parafuso modelado como uma pe a linear e a tens o de compara o determinada pelo crit rio de Von Mises zona de momento flector m ximo corresponde um esfor o transverso nulo pelo que a tens o de compara o igual tens o normal Para sec es circulares tem se M M xr 0 015 Ocomp 7 nak 0
87. imensionamento com base na ASTM E 1300 09a Para o c lculo estrutural de um vidro laminado a norma americana baseia se no conceito de espessura efectiva cada vez mais utilizado pela generalidade dos projectistas e igualmente presente na prEN13474 Conceito esse que se baseia na an lise de estruturas sandwiche inicialmente desenvolvido por Wolfel 1987 e que fornece m todos anal ticos para o calculo da espessura facilitando a constru o de modelos de elementos finitos hef w In h 12 71 Eq 21 9 Pr norma europeia para o uso do vidro estrutural 52 onde hef w Espessura efectiva para o c lculo da deforma o hief o Espessura efectiva para o c lculo da tens o m xima de flex o no vidro i 3 ef w h tea dm 2h hoefio tt M _ E oe E ce h 0 5 hy hz h few 1 E EI h I hyh P hyh Eq Eq Eq Eq Eq Eq Eq 22 23 24 25 26 27 28 I Coeficiente de transfer ncia de corte se igual O significa que os panos trabalham separadamente se igual a 1 significa comportamento monol tico E M dulo de elasticidade do vidro G M dulo de resist ncia ao corte da pel cula interm dia Este m todo contempla a influ ncia do m dulo de resist ncia ao corte das pel culas interm dias que por sua vez determinado em fun o da temperatura e da dura o do carregamento De forma simplificada
88. in Buildings s l 2009 47 Vidrado http www vidrado com Online 2012 48 The Apple Stores A progression of structural strength in stair balustrade ensembles made of laminated glass DuPont s l DuPont Laminated Glass News 2006 49 ASTM E2751 11 Standard Practice for Design and Performance of supported Glass Walkways 2011 50 UK glass products Online 2012 51 QGlass Online Cited 12 30 2012 www igglassuk com 52 Diapo Online Cited 12 30 2012 http diapo co uk 53 Clear Glass Solutions Online Cited 12 31 2012 http www clearglass com au 54 Smart Planet Online Cited 12 31 2012 http www smartplanet com 81 82 ANEXOS 83 Anexo Justifica o do valor adoptado para a press o do vento EN1991 1 4 A press o exercida pelo vento nas superf cies exteriores w dada por We dp Ze Cpe Eq 40 em que Gp Ze press o din mica de pico ze altura de referencia para a press o exterior Cpe coeficiente de press o exterior A press o exercida pelo vento nas superf cies interiores w dada por Wi dp Z Cpi Eq 41 em que q Zi press o din mica de pico z altura de referencia para a press o interior Cpi coeficiente de press o interior A press o din mica de pico 1 Ip 2 Co Z Gy 5 Vb Ce Z Eq 42 em que p Massa volumica do ar admite se 1 25kg m v Velocidade de refer ncia do vento
89. is bordos Figura 28 ou quatro bordos Figura 29 apoiados em silicone estrutural 26 Figura 28 Painel apoiado em silicone estrutural em dois bordos adaptado de 10 Figura 29 Painel apoiado em silicone estrutural em todos os bordos adaptado de 10 No primeiro caso o silicone estrutural pode ser colocado tanto na horizontal como na vertical sendo que os restantes bordos podem ser ou n o fixados mecanicamente Existe a possibilidade de execu o em f brica ou in situ No segundo caso os quatro bordos s o ligados estrutura atrav s de silicone estrutural O peso pr prio pode ser resistido pelo pr prio silicone embora alguns regulamentos internacionais o proibam ou pode ser transmitido estrutura atrav s de um dispositivo de apoio que se coloca no bordo inferior setting block N o existe na Europa regulamenta o relativa ao uso de adesivos estruturais por m o organismo europeu EOTA European Organisation for Technical Approvals elaborou um documento Guideline for European Technical Approval of Structural Sealant Glazing Systems onde se encontram recomenda es para o uso destes sistemas As juntas estruturais devem ser dimensionadas em fun o das solicita es a que est o sujeitas Na Figura 30 a largura da junta j 05 lp A Equa o 3 1 Or e a espessura da junta e e e d Equa o 3 2 onde largura do bordo n o apoiado
90. lecha necess rio determinar uma espessura equivalente e h h no 24h 2 e f 2 E Eq 32 e P cf onde a Coeficiente que depende das condi es de apoio e da rela o de v os para o caso simplesmente apoiado em dois v os o valor a adoptar sempre 2 1143 c Comprimento do bordo livre Para vidros duplos a deforma o m xima deve respeitar a seguinte condi o L f 150 6 67xc Eq 34 Solu o A e L 2 5meW 1500 Pa hy hy E h gt e amp 19 76 1 5 29 64 mm 2 Ct Admitindo que o vidro monol tico tem uma espessura de 10 mm e que os laminados t m a mesma espessura 2 hy 0 2 E 10 0 2 gt 29 64 mm er S A norma aconselha a que o c lculo tenha em conta um eventual desvio da espessura real em rela o a espessura nominal considerando se assim um desvio de 0 2 mm para cada vidro o gt h gt 13 10mm N o sendo aconselh vel ter diferen as acentuadas de espessura entre panos que comp em um vidro duplo e tendo em conta as solu es dispon veis em 13 a solu o a adoptar ser gt h hzy 15mmeh 12mm Verifica o da deforma o ha ths 148 148 11 8 E2 1 3 4 en 981 e gt 15 mm 21143 1500 25 843 lt 16 7 L 150 x f j 12 230 43 mm 7 mm L 150 Solu o B e L 3 0 m e W 1500 Pa _L VW _ 3 0V1500 a Tag Mp eS h h E h 2 amp amp 23 7 1 5 35
91. lidation Date 6 904 MS Ho 604 025609 Copwett OAW SEALANT VALIDATION www swriontine org superficie do Dow Corning 995 Selante de Silicone para Envidracamento Estrutural CORES Este produto esta disponivel nas cores preto cinza e branco Por favor contate o Engenheiro de Aplica es e Vendas local da Dow Corning para saber qual a disponibilidade de cores na sua regi o ESPECIFICA ES TECNICA E PADROES Dow Corning 095 Selante de Silicone para Envidracamento Estrutural foi internamente testado e projetado para emo ou superar as exigencias Especifica o Federal TT S 001543A COM NBS Classe A para selante de silicone para constru o Especifica o Federal TT S 00230C COM NSB Classe para selante monocomponente para constra o Especifica o ASTM C 920 Tipo S Grau NS Classe 50 Uso NT Ge A Especifica o Padr o ASTM C1185 para selante de silicone estrutural Especifica o Chinesa GB 16776 para envidra amento estrutural SNIF VEC Dow Corning 995 Selante de Silicone para Envidra amento Estruraral apresenta propriedades fisicas e desempenho adesivo de alto nivel conservados mesmo depois do envelhecimento como detalhado nos Padr es Europeus EOTA ETAG 002 e prEN 13022 UTILIZA AO Por favor consulte o Manual Tecnico das Americas Catalozo No 62 1112 para desenho completo m todo de aplica o e desenho da junta 0 Engenheiro de Aplica o e Vendas toca da Dow C
92. logia L mm 1500 2000 O max max O max 3x6 16 1 2 6 16 4 3x10 10 4 1 4 10 6 3x12 7 3 0 79 7 5 3x15 4 8 0 4 4 7 Tabela A 6 Resultados SAP para L 1250 mm L 2 1250 mm Tipologia L mm 1500 2000 O max Omax Omax 3x8 22 6 11 2 31 6 3x10 14 6 5 8 20 5 3x12 10 3 3 4 14 5 3x15 6 8 1 8 9 5 Resultados MEPLA Tabela A 7 Resultados MEPLA para L 750 mm L 2 750 mm Tipologia L mm 1500 2000 O max max O max 3x8 15 1 2 6 15 4 3x10 9 8 1 4 10 3x12 6 9 0 8 7 1 3x15 4 6 0 4 4 7 Tabela A 8 Resultados MEPLA para L 1250 mm L 2 1250 mm Tipologia L mm 1500 2000 Omax Omax Omax 3x8 22 3 11 1 31 2 3x10 14 6 5 8 20 4 3x12 10 4 3 4 14 5 3x15 6 9 1 8 9 6 max 1 6 0 9 0 5 Oia 16 5 8 5 2 7 O mui 1 6 0 9 0 5 Orne 16 2 8 5 2 Omax 16 5 10 7 7 9 Omax 37 6 24 4 17 2 11 3 Omax 16 1 10 6 7 9 4 9 Omax 37 1 24 3 17 2 11 4 2500 2500 2500 2500 O 3 2 1 7 0 5 max 20 1 10 4 6 1 3 2 Oa 3 2 1 7 0 5 max 19 7 10 3 6 12 3 2 94 Erros relativos SJ MEPLA SAP Tabela A 9 Erros relativos para L 750 mm Tipologia L mm So 3x8 7 3x10 6 3x12 6 3x15 4 1500 6 0 0 1 0 Tabela A 10 Erros relativos para L 1250 mm Tipologia L mm So 3x8 1 3x10 0 3x12 1 3x15 1 1500 6 1 0 0 0 L 2 750 mm So 6 6 6 0 L 2 1250 mm So 1 0 0 1 2000 2000 6 0
93. longamento psi MPa 75 0 51 ASTM C719 Capacidade ds Movimenta o da Junta s 50 Come Curado Ap s de 21 dia a 25 C 77 F 50 UR e submetido a 4 500 boras ma CUV ASTM G 53 ASTM C 1135 Tens o a 25 de Alongamento psi MPa so 0 34 Tans o a 50 de Alongamento psi MPa 78 0 53 Fhocado no gecocuenerio de hosbedado do ar da Cisis Sul do Dirite da Confirma o mueceno VOC pretendes coez som gua certo de corspentos Pars a folha t creca do VOC de uma cor empoc cu de seleto por favor cerne sum solicita o pes protect dowcarreny coe ingqury PASTE Qucioiado Assina ds Teder e Materues American Sonen for farang ond Masrscir DESCRI AO Dow Corning 995 Selante de Silicone para Envidra amento Estrutural um selante de silicone monocomponente de cura neutra especialmente projetado para aplica es de selagem estrutural em vidro e metal em fabricas ou em obras O indice de cura da superficie e a cura Da profundidade da maioria dos selantes de silicone monocomponente RTV e afetado pela temperatura e pela umidade do meio ambiente Entretanto um ambiente com altas temperaturas em combina o com alta umidade pode diminuir o tempo de cura da 4 r 98 dl SEALANT WATERPROOFING amp RESTORATION INSTITUTE issued tor Dow Corsing Corp Product 9895 Siion Structural Sentact Cn Pass oe Ext 50 Comp 50 Sutestrate Glass Aluminem Duranar animad AO suialratos Cost Paling 35 Va
94. nda abordados mais quatro excluindo evidentemente os cap tulos destinados s refer ncias bibliogr ficas e aos anexos O segundo cap tulo destina se a apresentar as principais caracter sticas do vidro como material Ser o apresentadas as suas caracter sticas mec nicas de uma forma vocacionada para aquele que o objectivo principal deste trabalho o vidro estrutural Parte deste capitulo debrucar se a sobre o trajecto do vidro na constru o desde da sua fabrica o at sua utiliza o em obra De salientar que neste cap tulo ser o ainda descritos os diferentes tipos de vidros utilizados para fim estrutural sem esquecer o trabalho not vel que t m vindo a ser desenvolvido na rea dos vidros tecnol gicos e que promete vir a revolucionar a utiliza o do vidro na constru o O cap tulo tr s abordar as principais problem ticas que devem ser tidas em considera o na concep o de sistemas estruturais de vidro Quest es como o vidro de seguran a a t rmica e a ac stica que acabam por ter um papel preponderante no c lculo estrutural ser o tamb m alvo de estudo No quarto cap tulo ser o analisados os casos referidos anteriormente apresentando se os resultados obtidos computacionalmente ou analiticamente sempre que se revele pertinente Discutir se o os resultados obtidos e as consequ ncias que da possam surgir Por fim o quinto cap tulo destina se a compilar as conclus es que v o sendo retiradas
95. nde se por meia r gua a zona da r gua met lica que est em contacto com apenas um dos dois tro os que comp em a viga 43 meia r gua f 70 A 0088 PAAA o ha 50 Gmax 40 e MPa esso S888 30 20 2 3 4 5 6 n parafusos meia r gua Figura 47 Pormenor da emenda ae Figura 48 Grafico tensao maxima no vidro numero de parafusos meia r gua 4 1 4 Zona da emenda rela o a L As liga es devem ser feitas de modo a produzir o menor n vel de tens es poss vel No caso de vigas simplesmente apoiadas natural que essa liga o deva estar o mais longe poss vel do meio v o momento flector m ximo Com o objectivo de estudar a evolu o do estado de tens o em torno do furo mais solicitado e em fun o da sua localiza o na viga fez se variar a rela o a L Figura 50 a dist ncia em metros do topo da viga zona da emenda e L comprimento em metros da viga L 15m O gr fico da Figura 49 resume os resultados obtidos dispon veis no anexo Ill com base nos pressupostos assumidos no ponto anterior assume se ainda que o n mero de parafusos que comp em a liga o s o 16 4 parafusos por meia r gua Os resultados demonstram uma evolu o n tida da tens o Onax Na viga at meio v o convergindo a para o seu valor m ximo O modo como a tens o evolui independente do n mero de parafusos que comp em a liga o embora no gr fico esteja apenas presente a curva co
96. ndio relevante de acordo com um crit rio definido Podem ainda ser exigidos crit rios opcionais ou complementares por exemplo o crit rio W onde se controla o fluxo t rmico maximo que atravessa o vidro e kW m Existem tr s tipos de comportamentos que podem ser exigidos a um determinado material e que possuem crit rios pr prios Tabela 11 Tabela 11 Categorias e exig ncias de resist ncia ao fogo segundo a EN 13501 Categoria Designa o Crit rio s EF Estabilidade ao fogo R PC P ra chamas E e ou W CF Corta fogo Eel A verifica o da resist ncia ao fogo normalmente feita no dom nio do tempo informa o que se pode consultar nas fichas t cnicas dos produtos dos fabricantes Como crit rio de seguran a tem se trid 2 tfi requ Eq 17 Onde tia O valor de c lculo da resist ncia ao fogo trirequ O tempo requerido de resist ncia ao fogo O vidro recozido de acordo com Wood 14 pouco aconselh vel na concep o de sistemas resistentes ao fogo devido essencialmente ao choque t rmico e s tens es geradas pelo aumento de temperatura capazes de originar a rotura do vidro em poucos minutos 5min a 12min Temperaturas a volta dos 80 C podem ser o suficiente para fragmentar o vidro O autor refere ainda que vidro temperado quando exposto ao fogo pode sofrer relaxa o do efeito da t mpera obtido durante o processo de fabrico podendo originar a sua rotura Existem no mercado diverso
97. o j FA r 1 aL had e E k M Da SS La mi tetetete did i 4 7 a sans aver heedbal illii i 1 a ti i a Tha ra Au SGG POINT SGG POINT SGG POINT SGG POINT SGG POINT S SGG POINT D SLW DLW XS toughened XS laminated Figura 21 Sistemas de fixa o para vidro agrafado adaptado de 13 22 As gamas S e D destinam se a liga es articuladas de vidros simples e duplos respectivamente As LW representam liga es r gidas perfurante para vidro simples e n o perfurante para vidro duplo e por ultimo as gamas XS mais recentes s o igualmente liga es r gidas por m n o perfurantes utilizadas em vidro simples monol tico e laminado O tipo de liga o a escolher dever atender a quest es como o custo dos sistemas uma vez que as liga es articuladas s o significativamente mais dispendiosas mas por outro lado diminuem a tens o de pico no vidro podendo se optar por solu es menos espessas A geometria da conex o tem uma grande influ ncia no estado de tens o do vidro Haldimann et al 4 recomenda que se atenda a quest es como e O di metro do furo e A rela o entre o di metro do parafuso e o di metro do furo quanto maior a folga maior ser a tens o m xima e A dist ncia entre o furo e o bordo e O atrito entre o vidro e o material de enchimento e Excentricidade das cargas aplicadas A geometria de furos em vidros temperados e em vidros termoendurecidos
98. o na face superior dever ser dotado de um revestimento anti derrapante ou ent o submetido a um tratamento pr prio para o efeito A norma americana estabelece que o coeficiente de atrito m nimo a utilizar nos pavimentos de 0 5 Os pain is s o normalmente suportados por uma malha de vigas de a o onde imprescind vel novamente evitar o contacto directo entre o vidro e o a o Teflon ou neoprene Por ltimo e apesar de n o estar previsto nas normas referidas oportuno referir a necessidade de introduzir uma barra em a o inoxid vel ao longo das juntas transversais e longitudinais do pavimento Figura 69 O atrito originado pelo caminhar das pessoas gera corrente el ctrica carregando negativamente as pr prias pessoas tornando se ent o necess rio descarregar essa corrente de uma forma gradual de modo a n o colocar em risco a seguran a dos utilizadores A introdu o da barra em a o inox at hoje a solu o encontrada para resolver esta quest o que est longe de ser do conhecimento geral da comunidade de projectistas As juntas s o posteriormente preenchidas com silicone n o devendo ter uma largura superior a 4 mm sob o risco de puderem ser danificadas pelos saltos dos sapatos utilizados por senhoras e com a consequente deteoriza o n o s da junta mas 63 tamb m das pel culas de PVB que com a penetra o de produtos de lavagem podem perder integridade barra inox perfil de PVC vazado
99. o sonora caracter sticos de actividades correntes adaptado de 12 33 Tabela 8 Classifica o do ensaio de resit ncia ao impacto segundo a EN12600 35 Tabela 9 Classifica o do vidro contra o ataque manual vandalismo e intrus o segundo a EN 356 P hei QN DCE PINDA CAR SAR sande ERRORS RS NS RN RR SAR RN AR a ante a ace 35 Tabela 10 Classifica o da resist ncia do vidro ao ensaio de explos o segundo a EN 13541 36 Tabela 11 Categorias e exig ncias de resist ncia ao fogo segundo a EN 13501 37 Tabela 12 Deforma o m xima das glass fins eterna eereea area eae erea aerea aaa 46 Tabela 13 Verifica o de seguran a encurvadura lateral eee 46 Tabela 14 Tens es admiss veis para cargas de curta dura o 3seg ASTM E 1300 09a MPa 54 Tabela 15 Resultados para o pa nel A a nas a a i 54 Tabela 16 Resultados parao painel Buu cerita eso O edad sau 54 Tabela 17 Resultados para o pa nel C e a a a E a erea a nen 55 Tabela 18 Compara o com os resultados obtidos pelo MEPLA para a solu o A 60 Tabela 19 Tens o m xima admiss vel em pavimentos ASTM E 275111 64 Tabela 20 Resultados SAP ASTM Lp2 750 1m cccccccecccccescecneeeeteeeeeteneeeceneeeneneeeeeeeetaneeenaness 65 Tabela 21 Resultados SAP ASTM Lp2 1250 mM am cccccccccccccsecce
100. o vidro seja totalmente preenchida por silicone Figura 26 No cap tulo 4 estudado em pormenor este problema com recurso a modelos de elementos finitos EB Parafuso BE Silicone E Protec o tradicional Figura 26 Tens es de contacto entre vidro e parafuso 3 4 2 3 Apoio Continuo Os apoios cont nuos t m uma grande aplica o em cortinas de vidro com pain is rectangulares podendo ser simplesmente apoiado em dois ou em quatro bordos Normalmente a primeira solu o mais utilizada e consiste no travamento do painel atrav s de dois perfis alum nio ou madeira que em conjunto resistem s cargas laterais provenientes fundamentalmente da ac o do vento Figura 27 O peso pr prio resistido por um dispositivo mec nico de pl stico colocado no bordo inferior setting block O painel fixado aos apoios atrav s de uma camada de EPDM ou silicone que confere uma boa capacidade de rota o e portanto do ponto de vista dos modelos de c lculo resulta uma boa aproxima o ao apoio simples 25 Figura 27 V o envidra ado caixilharia de madeira Londres 2 Alternativamente a este sistema tem se actualmente pain is suportados por silicone estrutural que se abordam na sec o seguinte Tipicamente este pain is n o s o dimensionados para resistir a carga no pr prio plano peso pr prio por m poss vel dot los dessa capacidade mediante a adop o de certas precau es
101. odo o processo que engloba a an lise e o dimensionamento de estruturas de vidro passando pela pesquisa das diversas normas internacionais onde se procurou conhecer a grande variedade e complexidade das vari veis que t m de ser consideradas no vidro estrutural Naturalmente que existem alguns assuntos de relativa import ncia que foram abordados superficialmente uns por n o serem exactamente o objectivo do trabalho outros que pela sua elevada complexidade representam por si s motivo de investiga o para outras disserta es O motivo deste trabalho surgiu de duas constata es a primeira que resulta da crescente procura do vidro para fins arquitect nicos com consequente utiliza o estrutural fachadas com glass fins coberturas pavimentos guarda corpos entre outros A segunda pela grande lacuna existente nas normas nacionais que muito tem limitado o crescimento desta rea onde se salvam raras excep es O uso estrutural do vidro muito recente quando comparado com outros materiais e talvez por isso n o tenha havido ainda um per odo de matura o suficiente Prova disso s o as reservas existentes por parte da comunidade cient fica internacional relativamente pr norma europeia prEN13474 destinada ao uso de vidro estrutural Assim foi necess rio recorrer as principais normas internacionais para resolver os casos de estudo abordados neste trabalho Para uma melhor compreens o dos conceitos que est o por detr s do
102. olagem estrxurl do vido DIN 4102 B colagem ce paingis solares q Cumpoo com os requisitos das normas EOTA ETAG 002 EN 130220 ASTMC 1194 Marca o Technical A Reconheci CE European ETA AZ por SNJF o Vi VEC outras aplica es do clvada exig ncia Esto produto adequado para uso aponas por prolissionais exporientos Dewom olocuados testes d ador nca com substracs o condi es acdan para assogurar compatibiidade Ea 3 q 96 Mecanismo de cura O Skasi SG 500 inicia a cura EE Op a eres dois compononto A wlocidac do cura depends no da com peratura aim pesa Dp apres so desenvolvo o processo de cura Aquecimento acima d 50 C n o acorsolhado por poder origina a o sra nos que especialmente cal sao usados misturadoms ess dicos o tempo do aboriura da mistura isto tempo qu o material pode manecer no misturador som uir o mesmo significalivamerto mais baixo do que o tempo do abortura indicado mes dados tecnicos do produto Para mais informa es por favor cormactar os servi os tecnicos da Limites de Aplica o Todos cs Sikasil WS FS SG IG WT o outros solantos o adesivos base siicono s o vo entr dos Os solanto a re W5 o FS iois com os solanios Ska o IG Todos os outros scans querem doe mes da SIKA antos do uso so assegurar da cura completa do solanto aroriar antes da aplica o do pr ximo Os adosivos o solos Sikasil SG G o WT so dem sor aplicados
103. om colagem estrxural ou do janolas por prolissionas exporentos o apis eum a a queda di detalhes E eee pro poe deparar com compesic do lundos de cutros acess rios com o 55 500 devo ser testada pesada o o dada apenas como orienta o goral Consohos scbro 5 especificas ser o dados a podido m Tel 351 22 377 900 Fax 351 223702097 Motodo de Aplica o Prepara o do superfice As suporficios doem osiw limpas soca o som vostigos do pranm loos ou postas aconselhamento aplica os ospoc icas por favor contactar os servi os tecnicos da Ska Divis o india Antes da aplica o do Skasi SG 500 ambos os E nro dvom ostar homogensamento soran pr bolhas d ar no r dio indicado ante rioemento com uma tokeancia do 0 A maior paso dos equipamentos de medi o mistura comercializados s o pra aplica o deste produto Por or contactar o System Enginooring da Ska Divis o Industria para aconslhamomo especifico enquanto o composto A do Skasi SG 500 6 ostavel ac ar o componente B sonsol a humidado o d v sor exposo apenas cduronio o pericce do tempo estritamero nocess rio As jums cdvwm ostar dovidamonto dimersionadas polo facio do n o soem possr is aliora es apos constru o das mesmas A base do calado para as dimens es necess rias da junta s o valores tecnicos do adesivo o dos matorias do cvostir o adjacenios esposi o dos materials a sua
104. orning pode fornecer recomenda es espec ficas Prepara o Limpar todas as juntas removendo toda a sujeira e contaminantes como gordura oleo po agua gelo poeira superficial selantes antigos ou componente de selagem e revestimentos protetores Metodo de aplica o Instalar o corpo de apoio de polietileno expandido ou a fita na junta As areas adjacentes 23 juntas podem ser prote gidas com fita adesiva para obten o de um melhor acabamento Geral mente n o e necessario o uso de Primer em superficies n o porosas porem pode ser necessario para melhorar a selazem em algums substratos porosos A Dow Coming recomenda que seja feito um teste de ades o em um corpo de prova antes da aplica o total Aplicar o Dow Corning 995 Selante de Silicone para Envidra amento Estrutural pressionando o de maneira continua o selante pode ser aplicado com varios tipos de pistola aar e a maioria das bombas para balde Antes que uma pelicula se forme normal mente dentro de 10 minutos esparular o selante com uma leve press o para espalhar o mesmo contra o corpo de apoio e as superficies da junta Remover a fita adesiva logo apos o espatulamento do produto PRECAU ES DURANTE O MANUSEIO N O EST O INCLU DAS NESTE DOCUMENTOAS INFORMA ES NECESS RIAS PARA A UTILIZA O SEGURA DO PRODUTO ANTES DE MANUSEA LO LEIA AFOLHA DE DADOS DE SEGU RAN A DO PRODUTO E 05 R TU LOS DA EMBALAGEM SOBRE A SEGURAN A NOMANUSEI
105. os em pavimentos onde a zona exposta radia o solar encontra se a uma temperatura superior zona que se encontra ensombrada o que associado baixa condutibilidade t rmica superficial do vidro origina tens es de compress o na zona exposta e tens es de trac o na zona n o exposta radia o solar podendo originar a rotura do vidro Figura 17 Da resist ncia de materiais t m se as seguintes rela es 19 pa o Eq 3 E AL L a AT L L Eq 4 DD qQ AT L L pelo que E1 a AT a To Ti Eq 5 E2 a AT a To T Eq 6 ent o Ao E Ae E a Ti T3 Eq 7 O e Figura 17 Tens es de origem t rmica devido ao ensombramento do caixilho Haldimann et al 4 recomenda que para o controlo dos efeitos t rmicos no vidro necess rio considerar factores como e Tens o m xima admiss vel e Factor de absor o solar do vidro e Intensidade da radia o solar e Coeficiente de transmiss o t rmica e Coeficiente de transmiss o t rmica superficial e Amplitude t rmica diurna e Temperatura interior no edif cio e Sombras O controlo das tens es de origem t rmica frequentemente feito com base em amplitudes t rmicas m ximas A Tabela 5 mostra o diferencial t rmico m ximo admiss vel para diversos tipos de vidro de acordo com testes desenvolvidos pela empresa Pilkington admitindo uma dura o m xima de 3 5 horas por dia
106. poiados em toda a periferia ou outros casos de apoio cp cargas de curto prazo lp cargas de longo prazo Para al m das imperfei es existem tamb m outros factores que influenciam a resist ncia mec nica do vidro como por exemplo e Dimens o do vidro e Hist ria de carregamento Naturalmente que quanto maior o vidro maior o n mero de imperfei es e consequentemente maior a probabilidade de rotura Segundo Overend 5 o vidro um material sens vel ao fen meno stress corrosion isto quando carregado sob condi es atmosf ricas sobretudo humidade o tamanho das imperfei es aumenta diminuindo a capacidade resistente do vidro Figura 6 pelo que a hist ria do carregamento dura o das cargas actuantes assume um car cter preponderante na resist ncia mec nica do vidro are Resist ncia molecular Fibra de vidro Vidro plano SuD Tecro Cracks mico Cracks visual Tews in the maternal structure 107 408 10 in 10 107 Profundidade da fenda mm a Figura 6 Rela o tens o resistente dimensao da imperfeicao adaptado de 5 Resist ncia trac o MPa gt 2 3 2 Vidro recozido Obtido atrav s do processo de fabrico explicado em 2 2 ao qual n o se segue nenhum tratamento Em caso de rotura os fragmentos s o geralmente de maiores dimens es e com formas pontiagudas representando um maior risco de ferimentos Figura 7 2 3 3 Vidro temperado Durante o
107. possibilidades de investiga o na rea do vidro estrutural s o actualmente in meras Infelizmente por falta de tempo e recursos n o foi poss vel complementar este projecto com uma parte experimental onde se pudesse comprovar os resultados obtidos numericamente Deixam se algumas sugest es para eventuais projectos que possam surgir no seguimento deste 1 Ao longo deste projecto abordaram se quest es relativas influ ncia dos diversos materiais utilizados nas estruturas de vidro tendo se modelado o efeito de alguns no comportamento global da estrutura No seguimento destas an lises seria interessante comprovar os resultados que foram aqui obtidos mediante an lises experimentais que avaliassem por exemplo a diferen a de comportamento entre vigas coladas com PVB e vigas coladas com SGP ou at mesmo estudar os efeitos dos materiais usualmente escolhidos no preenchimento das folgas dos parafusos 2 No caso pr tico do c lculo de fachadas com glass fins realizou se uma emenda com recurso a r guas aparafusadas Dada a complexidade da liga o quer em termos de c lculo quer em termos de execu o poder ser vantajoso estudar outras solu es como a utiliza o de adesivos estruturais 15 3 No dimensionamento dos vidros duplos assumiu se que a carga que actuava perpendicularmente ao plano se redistribuia pelos diversos vidros proporcionalmente a rigidez ou seja espessura do vido Seria pertinente investigar sobre a verac
108. quitectura contempor nea O vidro h muito que deixou de ser utilizado exclusivamente em janelas e como s mbolo dos tempos modernos cada vez mais corrente ver se outras aplica es que antigamente seriam impens veis Hoje cada vez mais comum a utiliza o de vidro em pavimentos coberturas escadas guarda corpos paredes divis rias e estruturas de suporte de fachadas Figura 1 a Figura 3 A concep o de estruturas de vidro enfrenta um grande desafio e que passa pela sensibiliza o daqueles que o projectam para a fragilidade do material Em engenharia ser fr gil n o sin nimo de ser fraco ou pouco resistente mas sim incapaz de plastificar O vidro possui um comportamento muito pr ximo do perfeitamente el stico isto existe uma rela o linear entre a tens o e a deforma o at que se atinge o limite m ximo e o vidro rompe sem aviso estilha ando Figura 1 Fachada de vidro suportada por glass fins Figura 2 Escadas de vidro Apple Store em Hamburgo Opera de Oslo 1 2 Figura 3 Cobertura de vidro siiporiada por glass fins em consola T quio 3 A falta de ductilidade um sinal de inseguran a e de risco de ferimentos em caso de rotura tendo sido a raz o pela qual o vidro tenha sido relegado at relativamente pouco tempo para aplica es menos exigentes e de car cter n o estrutural Esta lacuna actualmente vencida em parte pela utiliza o de vidro laminado isto dois
109. rancesa n o entra em linha de conta com o tipo de vidro utilizado nem com o tipo de pel cula retirando assim aos projectistas a possibilidade de tirar melhor partido da capacidade resistente dos materiais Os resultados obtidos de acordo com a ASTM s o comparados no anexo IV com os resultados obtidos com recurso ao software MEPLA destinado exclusivamente a an lise de estruturas de vidro e que tem a possibilidade de analisar o comportamento global de vidros duplos e laminados tendo em 59 conta o fluxo de corte transmitido pela pel cula interm dia bem como a compressibilidade do ar introduzido na caixa de ar Embora haja algumas diferen as nas tens es calculadas os resultados conduziram ao mesmo resultado para todas as solu es excepto para a solu o C vidro termoendurecido A Tabela 18 resume os resultados obtidos com o MEPLA e mostram erros relativos das tens es m ximas em ambos os panos para a solu o A Atrav s do gr fico da Figura 63 tamb m relativo solu o A pode se constatar que os resultados para o vidro laminado tendem a convergir medida que a espessura aumenta enquanto o gr fico da Figura 64 demonstra a situa o inversa para o vidro monol tico Os restantes resultados encontram se igualmente no anexo IV O erro relativo foi determinado de acordo com a equa o seguinte Ee losap OmgpLA Eq 35 OMEPLA Tabela 18 Compara o com os resultados obtidos pelo MEPLA para a solu o A
110. re SJ MEPLA 3 5 Os pain is de fachada s o carregados pela press o do vento e transmitem as cargas para a glass fin e que por sua vez descarrega na estrutura principal do edif cio No segundo caso foi analisado um pavimento onde pain is rectangulares foram estudados com base em modelos de elementos finitos SAP 2000 v14 2 advanced e SJ MEPLA 3 5 e de acordo com a ASTM E 2751 11 O sistema estrutural t pico simplesmente apoiado nos quarto bordos tendo sido determinadas diferentes espessuras para o vidro laminado em fun o do comprimento do v o e das exig ncias regulamentares Por ltimo analisou se o caso t pico de um guarda corpos composto por um vidro laminado aparafusado a uma estrutura met lica A estrutura comporta se como uma consola sujeita ac o do vento em toda a superf cie ou a uma sobrecarga linear que actua no bordo superior do painel de vidro Com recurso ao software SAP2000 v 14 2 procurou se modelar o comportamento de todo o conjunto comparando as tens es m ximas no vidro com o preconizado na NF DTU 39 Palavras chave glass fin normas internacionais vidro estrutural vidro laminado vidro duplo Abstract The use of glass as a construction material began a long time ago but only recently glass meeis new challenges and applications The demand of glass for architectural applications has consistently increased in the last few years with an obvious impact in structural glass such as self supporting
111. regulamentada pelas normas EN12150 1 e a EN1863 1 respectivamente As mesmas normas estipulam valores m ximos admiss veis para as varia es dimensionais anexo Il Adicionalmente obrigat rio que o vidro utilizado para este fim tenha sido submetido ao ensaio t rmico suplementar Heat soaked test ver capitulo 2 Estes sistemas t m de ser capazes de resistir a eventuais deslocamentos relativos que possam ocorrer entre o vidro e a estrutura de suporte por exemplo devido a movimentos t rmicos Uma das solu es encontradas est na diferente execu o dos furos que pode conferir alguma liberdade de movimentos furos ovalizados 3 4 2 4 Grampos met licos e liga es por aperto fric o Os grampos met licos s o colocados em zonas discretas de modo a minimizar o impacto visual aumentando a transpar ncia da solu o Estes dispositivos s o fixados subestrutura podendo esta ser de natureza diversa Trata se de uma solu o frequentemente adoptada em guardas de seguran a ou em varandas Figura 22 e Figura 23 Os grampos destinam se normalmente transfer ncia de cargas perpendiculares ao plano sendo o seu peso pr prio transmitido subestrutura por interm dio de dispositivos mec nicos denominados na literatura estrangeira por setting blocks Os grampos s o regularmente utilizados em casos onde a for a de atrito que necess rio mobilizar reduzida 23 Salienta se novamente a necessidade de imp
112. rrespondente ao caso de 16 parafusos De salientar o facto de que em caso algum se registou uma tens o m xima no vidro junto aos bordos de fura o inferior tens o m xima a meio v o N o s o apresentados resultados para rela es a L superiores a 0 5 pela bvia simetria do gr fico Do mesmo modo os resultados resultam de alguns pressupostos assumidos que invalidam a utiliza o pr tica das vigas estudadas por m em nada prejudica a qualidade da an lise nem o seu objectivo 60 m 50 Li 40 4 MPa o _ 20 J 10 l K 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 p a a i aed We 1 s y 4 ENE X rd Ate ip te Figura 49 Evolucao da tensao maxima no bordo do furo condicionante Figura 50 Glass fin modelo estrutural face a varia o da rela o a L 44 4 1 5 Afastamento entre Glass fins O afastamento entre glass fins deve ser optimizado n o apenas por quest es econ micas mas tamb m por quest es est ticas Por essa raz o esta sec o pretende testar os limites para os quais as glass fins verificam a seguran a de acordo com as normas existentes Neste ponto e depois do que foi estudado nos anteriores s o apenas testadas vigas com 16 parafusos na emenda e situada a 4 metros do topo da viga 4 4 5 1 Verifica o da tens o m xima A tens o m xima para um vidro termoendurecido colocado na vertical limitada a 35 MPa na NF DTU 39 P3 e a 36
113. s A norma americana estipula como deforma o m xima admiss vel para a estrutura de suporte dos vidros utilizados em fachadas de L 175 j a norma francesa limita a deforma o a L 150 pelo que nenhum dos casos este crit rio se revela condicionante como se pode consultar na Tabela 12 Tabela 12 Deforma o m xima das glass fins Solu o 5 mm L 6 A 35 1 427 B 26 6 564 C 20 9 718 4 4 5 3 Analise a encurvadura lateral A verifica o de seguran a ao fen meno de encurvadura lateral foi feita atrav s de modelos de elementos finitos buckling analysis analisando o factor de carga cr tica do modo fundamental A Figura 52 ilustra as deformadas do primeiro modo de encurvadura e a Tabela 13 resume os resultados obtidos carga critica 12modo E Eq 18 carga actuante Tabela 13 Verifica o de seguran a a encurvadura lateral Solu o Fseg A 10 9 B 10 3 C 9 4 46 O sinal negativo indica que o modo de instabilidade corresponde a uma carga que actua no sentido contr rio ao arbitrado o que neste caso significa que estamos perante for as de suc o Para um carregamento correspondente a uma press o do vento como arbitrado no modelo a zona da sec o transversal comprimida situa se no bordo que est em contacto com a fachada que por sua vez serve de contraventamento Figura 53 j no caso das for as de suc o a zona comprimida n o est contraventada sendo suscept vel de instab
114. s ltimas d cadas que a sua utiliza o conhece novas fun es e novos desafios Nos ltimos anos tem se registado um aumento da procura do vidro para fins arquitect nicos reflectindo se tamb m na sua aplica o estrutural como o caso de fachadas autoportantes pain is e vigas glass fins pavimentos ou guarda corpos Contudo o vidro apresenta um conjunto de caracter sticas mec nicas que do ponto de vista estrutural oferecem algumas limita es que devem ser devidamente acauteladas sendo a mais importante o caso da fragilidade Neste trabalho s o estudados tr s casos pr ticos onde a utiliza o do vidro frequente Primeiro dimensionada uma fachada autoportante de vidro com 15 metros de altura composta por vidro duplo simplesmente apoiados em vigas glass fins Uma vez que n o poss vel fabricar pe as continuas desta dimens o efectuou se uma liga o interm dia em cada glass fin com recurso a quatro r guas met licas aparafusadas duas a duas Como o vidro n o capaz de plastificar est sujeito a picos de concentra o de tens es antes da rotura foram assim criados modelos de elementos finitos de elevada descretiza o junto zona das liga es Seguiu se um estudo de optimiza o da fachada e das glass fins onde os pain is de fachada em vidro duplo foram dimensionados de acordo com duas normas distintas a ASTM E 1300 09 e a NF DTU39 comparando se posteriormente com os resultados obtidos pelo softwa
115. s produtos que cumprem os requisitos de resist ncia ao fogo e geralmente s o solu es de vidro laminado onde os panos de vidro s o colados com uma pel cula intumescente que em caso de inc ndio e Torna se opaca 37 Absorve o calor Isola o compartimento n o exposto ao fogo Baixa o calor irradiado n veis toler veis Mant m a estrutura compacia e resistente ao fogo 38 4 Exemplos pr ticos 4 1 Fachada suportada por Glass fins 4 1 1 Nota introdut ria As sucessivas tentativas de redu o do impacto visual criado pelas estruturas de suporte das fachadas normalmente em a o tem feito com que esta tipologia estrutural tenha ganho recentemente alguma notoriedade junto dos projectistas de fachadas Figura 37 A glass fin uma viga de reduzida espessura composta por vidros laminados colados com pol meros que pode ser colocada na vertical para suporte de paramentos verticais ou na horizontal no caso das coberturas A sua reduzida espessura permitiu expandir o campo de aplica o das vigas de vidro na medida em que oferece a possibilidade de acoplar dois ou mais tro os permitindo ultrapassar a limita o da extens o m xima produzida em f brica 11 metros Figura 37 Entrada principal com fachada suportada por glass fins Apple Store em Nova lorque 2 As emendas zonas onde se acoplam os diferentes tro os s o geralmente executadas com recurso a r guas met licas aparafusadas duas
116. sca fina parafusos modelados com pe as lineares procedeu se verifica o de tens es e esfor os de todos os elementos Considera se que a carga distribu da proporcionalmente rigidez dos laminados pelo que simplificadamente na an lise de tens es no vidro considerou se apenas um vidro sujeito a metade da carga 68 A tens o m xima admiss vel condicionada pelo vidro termoendurecido que de acordo com a NF DTU39 de 35 MPa verificando por isso a seguran a Figura 73 Para a carga de servi o vento a deforma o m xima de 21 8 mm e a deformada est representada na Figura 74 Figura 73 Diagrama de tensao maxima Figura 74 Deformada no vidro Omax 31 9 MPa A verifica o de seguran a da estrutura met lica feita com base na tens o de compara o sendo a tens o de ced ncia nas chapas e nos refor os 355 MPa Nas figuras seguintes demonstra se as tens es de compara o inferior ao limite de ced ncia do a o nos tr s tipos de chapas consideradas a Figura 75 Tens o de compara o na chapa em L Figura 76 Tens o de compara o na chapa Ocomp 214 MPa principal o comp 333 MPa MOORMAN dan 1RR 196 2724 2520280 an 228 AR Figura 77 Tens o de compara o nas chapas de refor o comp 175 MPa 69 Verifica o de seguran a dos parafusos Na liga o vidro chapa os esfor os no parafuso mais solicitado s o e N 0 21 kN e V 9 10 kN
117. ser muito duro para n o danificar o vidro nem sens vel a fen menos de flu ncia sob o risco de diminuir a tens o induzida nos parafusos colocando em causa a operacionalidade da liga o exig ncias igualmente aplic veis no caso das liga es aparafusadas discutidas na sec o anterior Os vidros laminados s o tipicamente colados com pel culas de PVB que por n o serem suficientemente r gidas podem transbordar devido press o exercida pela chapa no vidro pelo que 24 se deve apenas na zona da liga o substituir as pel culas de PVB pelo material utilizado na interface chapa vidro Figura 25 O material a utilizar no preenchimento da folga entre o parafuso e o vidro aplic vel tamb m no caso do vidro agrafado pode ser condicionante no dimensionamento de uma viga de vidro dependendo da sua maior ou menor capacidade de redistribui o de tens es Os parafusos deslocam se do centro do furo aproximando se do bordo Tradicionalmente o contacto entre o vidro e o parafuso era impedido por uma protec o de neoprene de reduzida espessura Solu o essa que actualmente desaconselh vel dada a sua deficiente capacidade de redistribui o de tens es fazendo com que apenas parte do bordo suporte as tens es provenientes do parafuso aumentando a tens o de pico Para que se possa contar com uma correcta uniformiza o de tens es em torno do parafuso aconselha se o uso de uma solu o onde a folga entre o parafuso e
118. sitivos mec nicos em a o inoxid vel usualmente denominados de aranhas Figura 19 As liga es aparafusadas t m uma enorme aplica o nas estruturas de a o visto que estas possuem um comportamento elastopl stico traduzindo se numa capacidade de redistribui o de tens es entre os diversos parafusos que comp em a liga o por m o mesmo n o se sucede nas estruturas de vidro capitulo 2 21 Figura 18 Fachada em vidro agrafado Figura 19 Aranha Instituto Superior T cnico Campus Tagus adaptado de 47 Park O contacto entre o vidro e o parafuso assim impedido mediante a introdu o de um material de enchimento ex silicone Figura 20 mais flex vel para redistribuir tens es mas com rigidez suficiente para assegurar que transmiss o de tens es ocorre efectivamente Adicionalmente devem conferir ainda estanqueidade fachada Figura 20 Preenchimento da folga em liga es aparafusadas adaptado 37 Este tipo de solu o pode ser combinada tanto com vidros simples laminados ou n o ou com vidros duplos Por outro lado e devido concentra o de tens es juntos dos parafusos n o se deve utilizar esta variante em vidro recozido A gama de fixa es existentes vasta dando ao projectista a liberdade de escolha do tipo de apoio pretendido rota o livre ou impedida A Erro A origem da refer ncia n o foi encontrada ilustra alguns dos sistemas existentes no mercad
119. te rica ao contr rio do primeiro que baseado no modelo de espessura efectiva e que entra em linha de conta com a resist ncia ao corte das pel culas interm dias utilizadas no vidro laminado Com recurso ao software de elementos finitos SJ MEPLA 3 5 foi poss vel comparar os resultados obtidos com o m todo preconizado na ASTM tendo se chegado a valores relativamente pr ximos A utiliza o deste software no c lculo de vidros duplos permite simular o comportamento global do painel tendo em conta a presen a do g s introduzido na caixa de ar e o comportamento do vidro laminado Os resultados obtidos pelo MEPLA conduziram a espessuras id nticas s obtidas pela ASTM em todos os casos analisados excep o feita para o painel C v o de 3500 mm com vidro termoendurecido onde a ASTM conduziu a uma solu o mais espessa No segundo caso foi seguida a norma ASTM E 2751 11 destinada exclusivamente para o dimensionamento de pavimentos de vidro Foram testadas v rias combina es de v os para solu es compostas por tr s vidros laminados tanto para vidro recozido como para vidro termoendurecido Apesar de ser defendido por especialistas que a colagem de dois ou mais vidros termoendurecidos representa uma dificuldade do ponto de vista tecnol gico devido s superf cies irregulares que estes vidros apresentam inerentes ao processo de fabrico n o est prevista na norma qualquer limita o a esse respeito Naturalmente que o vidro termo
120. tratamento t rmico o vidro aquecido at aproximadamente 620 C 675 C seguindo se o arrefecimento r pido por interm dio de jactos de ar Quando as tens es de trac o ultrapassam a tens o ltima do vidro o equil brio entre a parte comprimida e a parte traccionada destabilizado e o resultado uma explos o que origina centenas de fragmentos de pequenas dimens es como se pode ver pela Figura 7 diminuindo o risco de ferimentos para as pessoas Apesar de ser o vidro com maior tens o resistente o seu comportamento p s rotura quando utilizado em vidro laminado ver capitulo 2 3 5 fraco devido dimens o reduzida dos seus fragmentos Figura 8 Uma outra desvantagem est relacionada com a impossibilidade de se proceder ao corte fura o do vidro depois de temperado devido s tens es residuais existentes 2 3 4 Vidro termoendurecido Obtido por um processo id ntico ao do vidro temperado por m submetido a uma taxa de arrefecimento inferior originando tens es residuais inferiores no vidro comparativamente com o temperado Como resultado temos um vidro com menor capacidade resistente que o temperado ainda assim pelos seus fragmentos serem maiores Figura 7 o seu comportamento p s rotura superior a quest o do comportamento p s rotura apenas aplic vel no caso do vidro laminado explicado na sec o seguinte Figura 7 Padr o de fendilha o do vidro recozido termoendurecido e tempera
121. ulas na laminagem dos vidros as de PVB e as SentryGlasPlus Foi poss vel constatar que com base em alguns estudos 7 e 6 a utiliza o de vidro laminado com SGP permite optimizar a sec o efectiva de um vidro laminado sujeito flex o j que consoante as condi es de aplica o temperatura e dura o do carregamento pode mesmo ser mais r gido que uma sec o monol tica com a mesma quantidade de vidro A ltima parte do trabalho foi destinada aplica o pr tica dos conceitos estudados em tr s situa es correntes na utiliza o de vidro estrutural Inicialmente foi estudado o caso concreto de uma fachada Caso de Estudo 1 onde o objectivo foi numa primeira fase dimensionar a estrutura de suporte glass fins e numa segunda fase os pain is de fachada em vidro duplo No segundo caso foi estudado um pavimento em grelha composto por pain is rectangulares Caso de Estudo 2 onde se determinou para v rias combina es de v os a espessura em fun o do tipo de vidro a utilizado No terceiro e ltimo caso analisou se um caso real de um guarda corpos onde se procurou mediante um modelo de elementos finitos verificar as tens es e deforma es em todos os elementos que comp em a estrutura O dimensionamento da glass fin foi realizado com recurso a modelos de elementos finitos SAP2000 v14 2 advanced tendo se conclu do que a forma mais econ mica e segura de a construir dado que a sua extens o
122. v rios modelos com o intuito de optimizar a sec o transversal de uma viga em fun o da m xima rea de influ ncia que capaz de suportar A an lise estrutural de um vidro duplo feita de uma forma distinta de um vidro simples devido exist ncia de caixa de ar no seu interior tamb m objectivo deste projecto ajudar o leitor a compreender a mec nica do problema e os princ pios que est o por tr s dos m todos mais utilizados no dimensionamento deste tipo de solu es A an lise de pavimentos em vidro igualmente parte integrante desta disserta o O vidro um material que quando projectado para resistir a cargas permanentes a sua capacidade resistente diminui significativamente n o s pelo fen meno de stress corrosion ver p gina 8 que afecta o vidro em si mas tamb m devido ao comportamento viscoel stico caracter stico das pel culas de PVB Descrever se o as etapas necess rias para o c lculo da espessura de um determinado pavimento em fun o dos v os pretendidos Por fim analisado um caso real de um guarda corpos colocado numa varanda O sistema consiste num painel de vidro laminado aparafusado a duas chapas met licas que por sua vez est o fixas laje de bet o Neste caso constru do um modelo de elementos finitos de modo a controlar as tens es nos bordos de fura o e nas chapas met licas 1 3 Organiza o da disserta o Para al m do presente capitulo ser o ai
123. va no c lculo de deforma es assim sendo tem se e Solu o A hef w 3 t3 12 T 1 169mm Repartindo proporcionalmente a carga pelo cubo da espessura de cada pano obt m se para um painel simplesmente apoiado 5 p gt l Zo sql L 136 384 E x I Ce i e Solu o B Do mesmo modo obt m se hef w 20 7 mm 55 gt n 21 0mm L 143 e Solu o C hef w 20 7 mm gt 61 39 0 mm L 90 e Solu o A her w 11 8 mm gt 61 57 8 mm L 43 e Solu o B hef w 14 4 mm gt 0172 637 mm L 47 e Solu o C her w 16 9 mm gt 61 70 8mm L 49 A norma especifica somente um limite de deforma o para a estrutura de suporte L 175 n o sendo esclarecedora quanto limita o m xima do painel 4 2 3 Dimensionamento com base na NF DTU 39 A espessura total do envidra ado dever ser para o caso de um vidro duplo onde um dos panos monol tico e o outro laminado h h Eq 30 e h ey amp E2 e para vidros apoiados em dois bordos _L VW Eq 31 sendo que L Comprimento do v o em metros W Press o de c lculo em Pa 56 amp Factor de equival ncia para vidros isolantes 1 5 para vidros duplos e 1 7 para vidros triplos Factor de equival ncia para vidros laminados 1 3 para vidros laminados de duas l minas Adicionalmente a norma obriga a controlar a deforma o do vidro Para a verifica o da f
124. veis ao calor ao contr rio do que acontece com as pel culas de PVB que a partir dos 10 C perdem rigidez muito rapidamente p i x mh IR q e Ea Ry E si E 2 f b O gt 3 N E 5 E j 2 o YE H 5 E j s h aT ea mene Crer Ww O 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 we 50 aH aw Carga aplicada P N Temperatura C Figura 11 An lise comparativa de Figura 12 Efeito da temperatura no vigas coladas com PVB vs SGP P d m dulo de elasticidade das pel culas adaptado de 6 de SGP e PVB adaptado de 6 12 Apesar de algumas normas recomendarem a n o contabiliza o da resist ncia ao corte das pel culas de PVB a verdade que estas oferecem um acr scimo de rigidez relativamente ao caso limite onde n o h transfer ncia por corte Para fins estruturais utiliza se o conceito de espessura equivalente para o c lculo de deforma es onde para as pel culas de PVB e de um modo conservativo se pode desprezar o acr scimo de rigidez enquanto para as sec es laminadas coladas com SGP s o equivalentes para efeitos de c lculo a sec es monol ticas pelo que se tem Eq 1 Eq 2 Face s diferen as anunciadas o comportamento p s rotura significativamente diferente Em caso de rotura os vidros colados com SGP oferecem n veis de resist ncia superiores permanecendo no seu lugar durante mais tempo e com maior seguran a 7 2 3 6 Vidros tecnol gicos 2
125. zadas no vidro A quest o das liga es de extrema import ncia dada a natureza do material e por isso foi referido v rias vezes ao longo deste trabalho a sua rela o com o problema da incapacidade de redistribui o de tens es do vidro que 13 obriga a que as liga es sejam estudadas de forma detalhada com recurso a modelos computacionais de elevada precis o Dada a relev ncia das liga es em estruturas de vidro foi estudado em pormenor a execu o de uma emenda no mbito do Caso de Estudo 1 Foi dado ao longo do trabalho um especial nfase influ ncia que os outros materiais utilizados nos sistemas de vidro t m no comportamento global nomeadamente na tens o m xima actuante A escolha dos materiais a utilizar deve ser feita de forma criteriosa e no caso das estruturas de vidro existem duas vari veis que assumem uma import ncia significativa o tempo de actua o das cargas e a temperatura A capacidade resistente do vidro substancialmente inferior quando submetida a cargas de longa dura o mesmo que essa carga seja exclusivamente o seu peso pr prio como o caso dos pavimentos devido ao fen meno de stress corrosion 5 As pel culas utilizadas para laminagem do vidro s o caracterizadas pelo seu comportamento viscoel stico demonstrando por isso relativa sensibilidade quer dura o do carregamento quer temperatura a que se encontram Foram estudadas ao longo deste trabalho dois tipos de pel c

Tese 3,9MB - Técnico Lisboa

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Tese 3,9MB - T&eacute;cnico Lisboa

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Tese 3,9MB - Técnico Lisboa