terça-feira, 3 de junho de 2014

PESQUISA ESTRUTURAS EM TENDAS E PARABOLÓIDES

SISTEMAS ESTRUTURAIS - GRANDES VÃOS
ARQUITETURA E URBANISMO - TURMA NA6
PESQUISA ESTRUTURAS EM TENDAS E PARABOLÓIDES
Prof.ª MARIA REGINA


GRUPO 1 :
CÉLIA RENATA DA SILVA – 20171470
GISLAINE DA SILVA GUIMARÃES - 8201914
INGRID GUEDES VIEIRA DE MOURA - 20179202
MAYARA TORRES DOS SANTOS - 20405744
PRISCILA MARTINS FRANCESCHINI - 20141445
TANARA BURIN – 10116848


Es Estrutura em Tenda: Estádio Ciudad de La Plata

Estádio Ciudad de La Plata

O Estádio Ciudad de La Plata, está localizado em La Plata, Buenos Aires – Argentina, é considerado um dos estádios mais modernos da América latina, e também o primeiro que possui cobertura.

A forma do estádio é determinada pela interseção de duas circunferências. Obtendo um estádio com dois centros, sendo cada circunferência com 85m, e com seus centros separados 48m um do outro. Devido a isso, foi necessário adotar o uso do sistema Domo Tenstar, um sistema americano, que inspirado no princípio estrutural Tensegrity, no qual a forma da estrutura é garantida pela interação entre uma rede contínua de cabos tracionados e um conjunto de elementos comprimidos, isolados entre si.

 Vista interna do estadio com cobertura aberta

 Vista interna do estadio com cobertura fechada


Sobre a cobertura do estádio, se estende por 240 metros de comprimento e 180 metros de largura, e foi elaborada através de uma estrutura enxuta, cujos principais elementos são barras de metais suspensas por uma rede triangular protendida de linhas e cabos de aço, cobertas por uma membrana translúcida que consiste em uma malha de fibra de vidro com cobertura de Teflon. Um anel de compressão do perímetro, com uma treliça de tubos de aço, suporta o peso do telhado e dos assentos, conectados a terra por 46 suspensórios na parte superior da inclinação dos estandes. Além também de sua arquibancada acomodar 40000 espectadores.

Planta Ilustrativa


A organização geral do projeto organiza-se em dois caminhos que cruzam diagonalmente o campo, e a dissolução, ondulante e orgânica dos caminhos que envolvem o campo. A sobreposição destes dois elementos e sua relação com os limites do campo produzem uma sequência variada de setores ou áreas diferenciadas, que permitem ao estabelecimento, locais para diferentes elementos do programa. O projeto inteiro é integrado num amplo Parque Urbano, incluindo áreas de estacionamento encontradas em grandes áreas arborizadas, que fazem parte de toda a instalação. As zonas de estacionamentos para ônibus e helicópteros garantem acessibilidade para todas as pessoas.

Estrutura em Paraboloide: Igreja da Pampulha


Igreja da Pampulha 

A Igreja São Francisco de Assis da Pampulha, em Belo Horizonte, Minas Gerais, foi inaugurada em 1943. O projeto arquitetônico da igreja é de Oscar Niemeyer e o cálculo estrutural de Joaquim Cardozo.


Essa obra faz parte do Conjunto Arquitetônico da Pampulha, e foi considerada uma das melhores devido o arquiteto adotar um sistema diferente dos demais com o concreto armado, isso porque o mesmo deixou de lado as lajes sobre pilotis, vigas e pilares, onde criou cinco abóbodas parabolóicas, auto portantes de concreto armado, material que tornou a estrutura mais simples e leve, sendo cada uma com tamanho e raios diferente. As referências para o uso dessa forma foram às montanhas de Minas Gerais, e por isso foi criado à forma que faz uma alusão as curvas. E para representação dessas, foi utilizada uma forma parabólica, permitindo que um único elemento formasse a cobertura e as paredes, sem recorrer a estruturas independentes.

 Planta baixa da Igreja

Perspectiva da Igreja
1 – Batisfério; 2 – Entrada principal; 3 – Tribuna; 4 – Nave; 5 – Altar; 6 - Sacristia

A planta em T remitindo o partido cristão em formato de cruz, sendo sua seção trapezoidal com 17 m de comprimento, 16m na base maior e 9,5m na base menor. Sendo que a abóbada maior cobre a nave, sendo interrompida por outra s que formam uma sequência mais baixa. Na época foram projetadas três nervuras que funcionariam como articulação da estrutura, o que não aconteceu e acabou gerando futuras fissuras posteriormente.
Nesse projeto, o arquiteto teve como principal objetivo explorar a plasticidade do concreto armado para criar uma grande casca autoportante que abrigaria o templo religioso.

Interior da igreja, escada com acesso ao coro

 A forma ousada da escada explora mais uma vez as propriedades do concreto armado, ela se apoia somente na laje do coro e no piso térreo. Na parte interna da igreja, o coro é sustentado por 4 pilares, com uma distância de 5 metros, vencem um vão de aproximadamente 16 metros. 

Referências:

http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/169/artigo287835-1.aspx
http://portalarquitetonico.com.br/igreja-da-pampulha/
http://www.usjt.br/biblioteca/mono_disser/mono_diss/023_301a400.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/8627270E-A155-4264-B08B-3003085C20B1/FinalDownload/DownloadId-6CBB2FEB15F48593FA28605B80FCCFD5/8627270E-A155-4264-B08B-3003085C20B1/bitstream/handle/10183/5639/000517902.pdf?sequence=1

TENSOESTRUTURAS - Caroline Tagami; Maria Vanessa de Oliveira


Tensoestruturas

Alunos: Caroline Tagami de Almeida     RA 20295531
                Maria Vanessa de Oliveira        RA 20175989
              
Paraboloide Hiperbólico

TERMINAL RODOVIÁRIO DE BRASÍLIA, DISTRITO FEDERAL, BRASIL
O novo terminal rodoviário da capital brasileira foi inaugurado em 25 de julho de 2010, com arquitetura sustentável e moderna. Sustentável, pois foi projetado para favorecer a iluminação natural e possibilitar o reaproveitamento de águas pluviais. E moderno, por possuir linhas suaves e marcantes, vistas em sua cobertura principal que é composta de estrutura metálica, com formato paraboloide hiperbólico.
Construído num terreno com mais de 90 mil m2, localizado no SMAS (Setor de Múltiplas Atividades Sul) e às margens da Estrada Parque de Indústria e Abastecimento - BR 040, importante corredor de transporte urbano e interurbano, o novo terminal tem total interação com a estação de metrô, por meio de passarela de pedestres coberta, toda em estrutura metálica. Ao norte está o estacionamento, com 134 vagas, e uma baia para 20 táxis. Uma marquise metálica protege a área de embarque e desembarque de passageiros que chegam ou deixam o terminal de táxi ou de carro.
O terminal de encomendas, localizado a leste, tem acesso totalmente independente do terminal rodoviário, através de uma via de serviço proposta nessa divisa do lote, que se liga às vias urbanas a norte (via Interbairros) e a sul. Por essa via também é efetuado o acesso (entrada e saída) dos ônibus interestaduais, controlado por uma guarita.
A concepção do projeto arquitetônico leva assinatura de Luis Antonio Reis (com coautoria dos arquitetos Allan Arnaldo de Araújo, Maria Eduarda Vasconcelos de Almeida, Luiz Otávio Rodrigues e colaboração das arquitetas Tayssa Frida Consigliero e Vanessa Chini), da Reis Arquitetura.
E o projeto estrutural foi feito pela Ferenge Estruturas Metálicas, com projeto assinado pelo engenheiro Paulo Sérgio de Souza Ribeiro, com a colaboração dos projetistas Marcelo Trivelato e Rafael Dourado.
A Quattor Engenharia é responsável pelo projeto de cálculo das estruturas de concreto e fundações.
Foi utilizado um sistema de resfriamento evaporativo na área de espera dos usuários para amenizar o clima seco do Distrito Federal.
Apesar de aparentemente curva, a forma da cobertura é constituída por peças retas, inclusive as telhas; na plataforma de embarque e desembarque foram projetadas 32 baias cobertas para ônibus. O projeto ainda é complementado por pequenas edificações. Uma delas é o terminal de encomendas e a outra é destinada ao setor de serviços e áreas comerciais.
Utiliza de estruturas metálicas por toda sua área (com consumo total de aço de 980 t - 535 t só para a cobertura principal), e tem formato único.
Para tirar melhor partido das propriedades do paraboloide hiperbólico, a hipótese de criar uma estrutura formada por treliças retas - cujas barras eram tubos de aço sem costura - foi a melhor opção.
Segundo o técnico da Ferenge: "Apesar da confecção das treliças demandar maior trabalho, o consumo de aço seria muito menor e as reações de apoio ficariam razoavelmente baixas - além das cargas transmitidas para as fundações também serem aceitáveis".
A escolha do aço foi considerada, particularmente, pelo alto desempenho estrutural, além do quesito sustentabilidade ambiental. O tubo em aço sem costura se encaixou perfeitamente no projeto por inúmeras razões. Primeiro, porque é considerado um material reciclável. Segundo, como a estrutura é formada principalmente por treliças, predominam esforços de tração e compressão e a seção tubular é apontada como a de melhor eficiência.
Para toda a obra, optou-se por um sistema de pintura que permitisse boa ancoragem da tinta, prolongasse o prazo entre as inspeções de manutenção e que, principalmente, suportasse os ataques corrosivos. Na superfície, optou-se pelo jateamento com granalha, revestimento em epóxi para a tinta de fundo e poliuretano para a tinta de acabamento.
Na vedação da cobertura principal, o fechamento foi feito com telha zipada tipo sanduíche. Essa telha possui três camadas: a inferior, bem como a superior, de aço e a camada intermediária, recebe lã de vidro.
O técnico da Ferenge ainda conclui que: "No formato paraboloide hiperbólico existe uma região central da superfície em que não há inclinação da cobertura. E a telha zipada, por apresentar apenas uma emenda ao longo de todo o seu comprimento, minimiza a possibilidade de vazamento, principalmente nessa região central. Além disso, essa telha cumpre bem sua função de isolamento do som e do calor externos".
Com uma estrutura flexível e vãos relativamente grandes (50 m no vão central), além da presença de longos tirantes de 26 m de comprimento e poucas colunas, a avaliação estrutural considerou ainda as condições geográficas dos arredores da edificação, áreas muito planas e sem muitos obstáculos para o vento.
Essas diferentes particularidades foram suficientes para despertar uma preocupação com o componente dinâmico chamado de "vento médio”, que causa uma força constante na edificação. No entanto, prováveis rajadas (que são consideradas mais fortes que o vento médio), acabam provocando uma força variável com o decorrer dos anos. E a preocupação é exatamente com o componente dessa força, que poderia provocar deslocamentos, velocidades e acelerações inaceitáveis na edificação. Isso acontece quando há o fenômeno denominado ressonância, que é quando a força de excitação do vento vibra junto com a estrutura. Sendo assim, o projeto exigiu uma avaliação minuciosa do comportamento estrutural do projeto.
A forma da cobertura principal fugia das estudadas por especialistas em vento no Brasil. Isso evidenciou que ações dinâmicas importantes também poderiam ser nocivas à estrutura, comprometendo a segurança da obra. Então foi realizado um ensaio em laboratório, onde um modelo reduzido da edificação era submetido às ações de vento, simulando as pressões e as interações decorrentes deste. O estudo possibilitou mostrar como a estrutura vibra, qual a frequência principal e as secundárias de vibração da estrutura, além do formato da vibração. Os resultados apontaram uma frequência natural da estrutura medindo 1,16Hz - o que dispensou um estudo mais aprofundado da ação dinâmica do vento.

FICHA TÉCNICA
Projeto arquitetônico, paisagístico e acompanhamento da obra: Reis Arquitetura;
Projeto estrutural:  Ferenge Estruturas Metálicas;
Edificações e incorporação: JC Gontijo Engenharia;
Pavimentação e infraestrutura: Construtora Artec;
Consultor de paisagismos: Sergio Borges;
Responsável pelas operações do terminal rodoviário: Socicam;
Esquadrias: Santa Clara;
Telhas zipadas: Isoeste Construtivos Isotérmicos;
Projeto estrutural de concreto armado e fundações: Quattor Engenharia;
Fornecedora dos tubos de aço: V&M Valourec & Mannesman;
Sistema de climatização: Engenharia de Sistemas Térmicos;
Fundações: Funsolos;
Granitos: Gajugram;
Vidros: Vidromex;
Marcenaria: Nova Forma;
Painéis de alumínio: S9M9.

 IMAGENS 






REFERÊNCIAS






Estrutura Tensionada ou Tenda


 ESTÁDIO OLÍMPICO DE MUNIQUE, BAVIERA, ALEMANHA

O Estádio Olímpico de Munique foi projetado pelos arquitetos Frei Otto e Gunther Behnisch para os Jogos Olímpicos em Munique de 1972, contendo uma estrutura tensionada suspensa sobre o terreno, ramificando-se em três partes: natatório, ginásio e estádio principal.
A superfície tensionada contínua que une todos os edifícios possui um sistema estrutural hierárquico que cria uma série de volumes pelo terreno.
A membrana das coberturas é suspensa a partir de uma sequência de mastros, permitindo que as curvas da superfície flutuem de forma dinâmica pela área, variando a forma, a escala e as características de cada seção.
As grandes coberturas são estabilizadas lateralmente por uma rede de cabos menores que estão conectados a um cabo de aço maior em toda a extensão com bases de concreto em cada extremidade.
Os componentes estruturais trabalham juntos criando dinâmicas superfícies originadas por diversas conexões tensionadas, resultando numa malha ondulada por toda a área do terreno.
O estádio principal foi construído numa cratera resultante de bombardeios durante a Segunda Guerra Mundial. A membrana que o protege se comprime à medida que desaparece ao seu redor. A mudança das escalas na cobertura causa a percepção da paisagem artificial flutuante que se forma acima do solo e dos grandes vãos.
Os painéis de acrílico que revestem a membrana tensionada proporcionam uma iluminação que se relaciona com o contexto do ambiente interno e externo.
Este sistema estrutural apesar de complexo e inovador foi feito com grande precisão e possui uma montagem simples, que segue exclusivamente a premissa da tensão.
FICHA TÉCNICA
Arquitetos: Frei Otto e Gunther Behnisch
Ano: 1972
Tipo de projeto: Esportivo
Status: Construído
Materialidade: Metal e Tecido
Estrutura: Aço
Localização: Munique, Alemanha
Implantação no terreno: Isolado
Projeto/Construção: 1968-1972

IMAGENS








REFERÊNCIA


Grupo 6 - Componentes:
Andressa Cazotti – RA 20148681
Angela de Roma - RA 10101145
Ariella Piffer - RA 20131920
Flávia da Conceição – RA 20160392
Juliana Fernandes – RA 09103678

ARQUITETURA E URBANISMO - TURMA N6A
SISTEMAS ESTRUTURAIS - GRANDES VÃOS
PESQUISA ESTRUTURAS EM MEMBRANAS TENCIONADAS
PROFESSORA MARIA REGINA


Como  funcionam as Membranas tencionadas e suas Aplicações em Tenso-Estruturas??

                Estruturas tensionadas ou tenso-estruturas - Coberturas cujo elemento principal é a própria cobertura, que permanecendo sob constante estado de tracionamento, em oposição aos elementos metálicos comprimidos, promove o equilíbrio geral do sistema. 
                Diferentemente das coberturas normais em telhas metálicas, a tenso-estrutura tem no tecido que a forma, a intrínseca capacidade de resistência aos esforços externos, sua resistência é maior ou menor de acordo com a geometria assumida, sempre em dupla curvatura, e com o material do tecido da membrana.
                Toma-se como exemplo o parabolóide hiperbólico (base retangular ou quadrada com dois vértices fixos em nível inferior e dois em pontos superiores), as fibras do tecido que convergem para os pontos superiores resistem caracteristicamente às cargas que agem de cima para baixo – pressões do vento ou peso da neve; enquanto que as fibras que convergem para os pontos inferiores resistirão aos esforços de baixo para cima – vento na sucção. Quanto maior a diferença de cota entre os dois níveis, maior a eficiência no combate a estas cargas.
                Altamente indicada para grandes vãos, onde o peso próprio da estrutura é uma condicionante de projeto, as tenso-estruturas são projetadas de tal forma a manter a maior parte de seus elementos em estado de tração e gerar sistemas estáveis a carregamentos ascendentes como a ação de vento.
                Estruturas tensionadas podem ser utilizadas para a construção de coberturas isoladas, em edificações projetadas ou já existentes, para proteção contra intempéries, para integrar um projeto paisagístico, etc. Diferem de outros materiais construtivos pela flexibilidade de pré-fabricação.
                A geometria da estrutura tensionada pode ser utilizada numa infinidade de variações e combinações para a produção de uma arquitetura com contornos e formas surpreendentes. Durante o dia, o sol proporciona uma iluminação interior difusa, sem revelar transparência quando vista de fora. À noite, a iluminação interna faz com que a lona pareça acesa, como se fosse um “Back Light”, fazendo saltar aos olhos a beleza de suas formas externas.
                O projeto de uma estrutura tensionada difere do projeto de uma construção convencional. É seguramente um tipo construtivo em que a engenharia e arquitetura só conseguem andar de mãos dadas.
                A geometria é estabilizada através da geração de formas (form-finding), técnica que assegura o equilíbrio estático. As análises de esforços levam em conta técnicas ligadas a simulação de grandes deformações em cascas e redes de cabos multidirecionais, para que o cálculo estrutural verifique e dimensione corretamente a resistência, composição e revestimentos da membrana, cabos, mastros e acessórios.
                O formato de uma estrutura tensionada não pode ser definido com precisão antes de uma análise espacial. Primeiramente, estabiliza-se uma forma em seu equilíbrio natural, que nada mais é do que a configuração geométrica que mantém em equilíbrio as tensões no material. Esta seria a forma fisicamente passível de existência em um sistema governado unicamente por esforços de tração.
                A quantidade de catenárias nos contornos de uma estrutura tensionada podem produzir formas de extrema sutileza “clean”, ou complexas e “intrigantes”. A membrana tensionada pode interagir com os mais variados materiais (madeira, metal, e até ar), em diferentes esquemas estruturais e várias formas.
                Existem várias membranas em uso para cobertura na construção civil, que utilizam como substrato Poliéster, Fibra de Vidro, Kevlar® (fibra de carbono) e Nylon.Para durabilidade, segurança, estética e revestimento os mais utilizados são: 
·         Cloreto polivinílico (PVC);
·         Politetrafluoretileno (PTFE);
·         Teflon® (PVDF)- decafluoreto de polivinil;
·         Silicone.

                Cada produto tem sua indicação diferenciada, devido às características da obra, sendo que os tecidos revestidos mais utilizados na construção civil são:

·         Poliester revestido com PVC ou PVDF: Por ser um produto flexível e de fácil manuseio são usados em estruturas infláveis e pneumáticas, bem como em estruturas retráteis.

·         Fibra de vidro revestida PTFE: Devido a excelente qualidade e por ser totalmente incombustível,passou a ser utilizado para cobertura de edificações onde a segurança é muito rigorosa, como por exemplo no caso de aeroportos.

·         Filme ETFE: Esse produto não é um tecido, mas uma película, também chamada de filme. Com a durabilidade de mais de 20 anos, os filmes de ETFE ( Etileno Tetrafluoretileno) são utilizados em obras que requerem grande transparência.


Paraboloide Hiperbólico: Estádio Olímpico de Munique - Munique/Alemanha


A superfície que é tensionada e continua, está sujeita a um sistema estrutural hierárquico que desenvolve uma serie de volumes pelo terreno.
A partir de uma sequência de mastros a membrana das coberturas é suspensa, o que permite que as curvas, que foram dramaticamente onduladas da superfície, flutuem de forma dinâmica pelo local, diversificando as características de cada seção, forma e escala.
Lateralmente são estabilizadas as grandes coberturas, através de uma rede de cabos menores que se conectam com um cabo de aço maior, alongando sobre a extensão em bases de concreto em cada ponta.
A membrana cobre os edifícios, mas além disso, há uma sequência de volumes cobertos por superfícies suspensas usados como espaços flexíveis para estandes e outros eventos.
Com sua paisagem e lugar extenso, os mínimos componentes estruturais trabalham de modo a criar dinâmicas superfícies emanado por múltiplas conexões tensionadas, o que resulta em uma malha ondulada.
A membrana tensionada é revestida de painéis de acrílico.






















Tendas: Jardim Botânico - Cornualha/Inglaterra - Projeto Éden


O projeto Éden é composto por estufas, sendo duas futurísticas, chamadas “biomas” que tem como função reproduzir o clima de regiões mais quentes sendo uma quente e úmida e a outra quente e seca.
Esses biomas internos são cúpulas formadas por uma estrutura de tubos de aço galvanizado de diferentes tamanhos. Esses tubos são de uma resistência elevada e forma uma sucessão de pentágonos, hexágonos e triângulos de vários tamanhos ligados, criando uma esfera coberta com painéis de ETFE. 
Sua estabilidade estrutural é garantida pela intercessão das cúpulas, que são ancorados e reforçados pelas fundações no perímetro do concreto.
Entre cada camada existe um espaço aéreo inflado como um travesseiro proporcionando um efeito de vitrificação triplo.
Usando esse material mais leve ao invés de vidro, perdeu a necessidade de coluna interna para suportar a estrutura.
Os sinuosos contornos, são seguidos pelas fundações que servem de apoio ás estruturas leves de aço tubular das abóbodas geodésicas que estão interligadas por arcos.



 





BIBLIOGRAFIA




Trabalho Tensoestruturas

Grupo 03
Ancelmo Andrello RA: 20395006
Beatriz Galvao RA 20165307
Fabio Custodio RA 20159765
Felipe Nunes RA 20242182
Lucas Tamarossi RA 20104571
Mayla Accascina RA 20071716

Estrutura Tenda

Obra: Estádio de Patinação de Inzell
Arquitetos: Behnisch Architekten, Pohl Architekten
Localização: Inzell, Alemanha
Material: Membrana: “Low-E”, aço, madeira, vidro


A pista de patinação ja existia e foi reformada em 2011 devido ao Campeonato Mundial de Patinação de Velocidade no Gelo Single Distance 2011. Depois da reforma o espaço pode acomodar 7000 pessoas, tem uma arena de 200 metros de comprimento e 90 de largura e foi planejada como uma estrutura independente, não tem apoios internos. Assim as pessoas podem apreciar o horizonte devido as suas fachadas de vidro.



A cobertura incorpora um conceito de climatização de energia otimizada, econômica e sustentável da pista de gelo. A parte inferior da cobertura é feita de uma membrana “Low-E” esticada entre as cordas mais baixas de madeira de 10 metros de altura e as treliças de aço.




O tecido da membrana “Low-E” tem a função de refletir a própria radiação térmica fria do gelo de volta para a pista, dessa forma mantem a baixa temperatura da superfície. Ela também maximiza a quantidade de luz natural que esta no estádio 


Estrutura Paraboloide

Obra: Terminal Rodoviário de Brasília
Localização: Brasília 
Material: Estrutura metálica



O terminar rodoviário de Brasília foi inaugurado em Julho de 2010, formado pela empresa Socicam. Ele possui 20mil metros quadrados de área construída e tem o conceito de arquitetura sustentável. Sua cobertura, de estrutura metálica, tem 12mil metros quadrados e é projetado em formato de paraboloide hiperbólico, tem seu centro plano e pontas inclinadas. Para sua construção foram usados clipes deslizantes e telhas zipadas por toda a estrutura em paraboloide que tem caimento de 2%.




A estrutura surgiu do estudo de criar uma estrutura formada por treliças retas onde suas barras são tubos de aço sem costura. Dessa forma o consumo de aço para a realização da estrutura é menor e os apoios ficariam baixos. O aço é um material reciclável e o aço sem costura por ser formado por treliças predomina o esforço de traças e compressão na seção tubular. A cobertura foi feita de telha zipada, que tem três camadas, a inferior e a superior de aço e a do meio de lã de vidro.