sábado, 17 de maio de 2014

TENSO ESTRUTURAS


Fernanda Reis - 20461296 

Tendas

Estádio Olímpico de Munique

Frei Otto e Gunther Behnisch montaram para os Jogos Olímpicos de Munique de 1972 uma estrutura tensionada suspensa sobre o terreno, que se ramifica pelo ginásio e estádio principal.
A tenda contínua une todos os locais do ginásio com níveis diferentes criando vários volumes pelo terreno.
As coberturas são estabilizadas lateralmente através de uma rede de cabos menores que se conectam a um cabo de aço maior, estendendo-se sobre a extensão em bases de concreto em cada extremidade.
Para além dos edifícios que a membrana cobre, há uma série de volumes cobertos por superfícies suspensas usados como espaços flexíveis para estandes e outros eventos.

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 radical nas escalas da cobertura intensifica a percepção da paisagem artificial flutuante que se forma acima do solo e seus grandes vãos.














Além da conexão com a paisagem, os painéis acrílicos que revestem a membrana tensionada estabelecem uma relação com seu contexto e com a exposição de luz que ela propicia.
Todo o sistema foi construído fora do local. A alta precisão permitiu que fosse feita uma montagem simples para este que é dos sistemas estruturais mais inovadores e complexos do mundo, que trabalha exclusivamente sob a premissa da tensão.

Fonte: (http://www.archdaily.com.br/br/)


Paraboloides

Pavilhão de pesquisa ICD/ITKE da Universidade de Stuttgart - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo






Localização: Stuttgart, Alemanha
Área: 29.0 m²
Ano: 2012

Fabricado em fibra de carbono e vidro a partir de análise da biologia dos artrópodes, a construção desse projeto interdisciplinar foi executado totalmente por robôs
A anisotropia foi integrada desde o início do desenho por computadores e processos de simulação, criando assim novas possibilidades tectônicas para a arquitetura. A integração dos métodos de geração das formas, simulações de computadores e fabricação robótica, especificamente permitiram o desenvolvimento de uma estrutura de alto desempenho: o pavilhão requer apenas a espessura de uma concha de quatro milímetros de composto laminado, medindo 8 metros
As fibras de quitina são incorporadas na matriz através da formação de camadas individuais. Nas áreas onde há transferência de cargas não-direcionais é necessário camadas individuais laminadas em uma espiral (helicoidal). A estrutura isotrópica de fibra permite uma distribuição uniforme de cargas em todas as direções. Por outro lado, as zonas que são objetos de distribuição de tensões exibem uma estrutura de camada não-direcional, mostrando um conjunto de fibras anisotrópicas, que é otimizado para a transferência de carga dirigida. Devido a esta diferenciação do material, a concha cria uma estrutura altamente adaptada e eficiente. Os princípios morfológicos abstratos com as orientações das fibras adaptadas constituem a base que gera o design computacional, a forma, o material e o processo de fabricação do pavilhão.

As técnicas existentes de colocação das fibras, por exemplo, na indústria aeroespacial ou produção avançada de tecidos, são realizadas com a colocação das fibras sobre um molde fabricado separadamente. Uma vez que a construção de uma fôrma positiva não é sustentável para a indústria da construção, o projeto destinado procura reduzir ao máximo a fôrma. Como consequência, as fibras foram colocadas sobre uma estrutura de aço leve e temporária, linear e com pontos de fixação definidos onde as fibras foram tensionadas. A partir dos segmentos retos das fibras pré-tensionadas, resultam superfícies que formam um dupla curva característica do pavilhão. Desta forma, as superfícies das paraboloides hiperbólicas, resultantes da primeira sequência de enrolamento das fibras de vidro, servem como um molde integral para a fibra de carbono e as camadas de fibra de vidro, com seus efeitos estruturais específicos e propriedades de suporte de carga. Em outras palavras, o pavilhão estabelece a fôrma como parte da sequência de fabricação robótica. Durante o processo de fabricação, também foi possível colocar as fibras otimizando o alinhamento com os fluxos de força da pele do pavilhão. Os sensores de fibra ótica, que monitoram continuamente a tensão e suas variações, também foram integrados à estrutura. A atual consideração do projeto da concha geométrica deve-se ao fato que o arranjo das fibras e o processo de fabricação leva a uma nova síntese da forma, material, estrutura e desempenho.




quinta-feira, 15 de maio de 2014

Arco / Viadutos

Jefferson Ferreira da Silva / RA: 20364668

VIADUTO REINALDO DE OLIVEIRA (AUTONOMISTA em Osasco/SP)



Como sabemos tem como característica principal o fato de ser o segundo maior vão livre em pontes de arco do país. É uma travessia construida de perfís metálicos compostos construtivamente agregados e soldados entre si. Seu cálculo estrutural foi realizado na Áustria; sua estrutura metálica foi construida no país pela Usimec no Estado de Minas Gerais e transportada em seções para Osasco em grandes carretas por rodovia.




A preparação de suas bases (fundação) foi desenvolvida diuturnamente com a utilização, quando necessário, de cargas de explosivos dada a existência de rochas em trechos do subsolo. Esse serviço era geralmente realizado durante a noite para minimizar interferências com o trânsito de veículos.



Design: Ponte em arco

Maior pilar:                           25 m
Comprimento total:              300 m
Largura:                                 20 m

Data de abertura:                20/12/1992

http://www.emancipadoresosasco.org.br/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=73:cronica-da-cidade-o-conjunto-arquitetonico-do-centro-da-cidade-&catid=44:memorias-da-cidade&Itemid=67

http://www.usiminasmecanica.com.br/irj/portal?NavigationTarget=navurl://75b50f53dbedbb9a02e2518a90684d6e


Tenso Estruturas

Jefferson F. Silva / RA: 20364668

Tenso Estruturas

Em termos de funções arquitetônicas a origem das estruturas de membrana tensionadas se encontra nas tendas e nos toldos tradicionais. Reconhece-se por meio de representações e descrições arquitetônicas muitos teatros e anfiteatros romanos que eram feitos de velaria produzida a partir de linhas de tecido.
            As tendas feitas de peles de animais ou materiais tramados foram usadas ao longo da história e têm sido utilizadas pelo mundo inteiro, particularmente em sociedades nômades que necessitam de coberturas portáteis.
Suas classificações são:
  • Parabolóides hiperbólicos (Hypar) – Selas

  • Tendas cônicas ou multi-cônicas – normais (“umbrellas” – guarda-chuvas) ou invertidas (cálices) 
  • Suportadas por arcos – internos ou externos
  • Onduladas ou plissadas 
  • Tensegrity -(tração integral). Coberturas cujos mastros são flutuantes. Cada extremidade inferior ou superior é ligada aos pontos fixos por um cabo.   
A Seguir exemplos de tendas que foram usadas, para promover shows do festival Rock’n Rio no Brasil em 2001


Palco Principal do Rock in Rio


Praça de Alimentação – Rock in Rio


Tenda Brasil – Rock in Rio


Vigas Vagão

Pesquisa sobre Vigas Vagão / Jefferson F. Silva / RA: 20364668

Vigas Vagão

O sistema chamado de viga vagão formado por uma viga principal com seção retangular e um ou dois montantes vinculados a tirantes fixados nas extremidades da peça, passando pela parte inferior dos montantes, é uma interessante opção para uso em sustentação de fôrmas para concreto. Resulta em um sistema leve, de fácil manuseio, boa rigidez e de boa capacidade mecânica. Neste trabalho avaliou-se este sistema de forma numérica e experimental. As posições de fixações dos tirantes e montantes, bem como a relação entre vão e comprimento dos montantes foram os parâmetros considerados para entender a eficiência do sistema.



Casa Grelha
Suspensa sobre o vale e fundida nos morros, residência parece flutuar entre as copas das árvores

Estrutura:

A casa é organizada em uma grelha estrutural com módulos de 5,5 m x 5,5 m. Esta grelha se apoia em pilares de concreto e fica inteiramente solta do terreno, o que possibilita a construção de uma casa térrea, num terreno bastante acidentado. Como a casa está implantada num vale, é possível passar por baixo da enorme estrutura. Para se evitar uma grande quantidade de pilares sob a casa, vigas-vagão de aço, com 11 metros de comprimento, foram instaladas, diminuindo o número de pilares que chegam ao terreno para pouco mais da metade. Com um pino central, três cabos tencionados e formato triangular, esta viga funciona de forma semelhante à de uma tesoura de telhado invertida. O pino recebe a carga do pilar imediatamente acima e os cabos a transferem para as pontas desta viga, de onde a carga é passada para os pilares que chegam até o solo.

Ponte Suspensa de Wendel Bollman

Ponte de inclinação Bollman em Elysville (agora Daniels), Maryland, construído em 1853-1854. (Foto cortesia de Maryland Historical Society.)




Ponte sobre Quincy Bay

Chicago, Burlington e Quincy Railroad ponte sobre Quincy Bay (braço do rio Mississippi) em Quincy, Illinois. O pivô draw-span foi formada por duas treliças de convés Bollman apoiadas em suas extremidades exteriores por cadeias de suínos. A ponte foi construída em 1867-1868 pela ponte de Detroit e Iron Co., Bollman licenciado. (Clarke, Conta da Ponte Ferroviária de Ferro ... em Quincy, Illinois.)






Arcos e Cabos

Arcos e Cabos / Jefferson F. Silva / RA: 20364668

Igreja da Pampulha

A Igreja de São Francisco de Assis, projetada pelo renomado arquiteto Oscar Niemeyer e inaugurada em 1943, é parte do projeto arquitetônico da Pampulha encomendado pelo prefeito de Belo Horizonte, Juscelino Kubitschek. Este conjunto é um marco da arquitetura moderna no Brasil e no mundo, abrigando vários ícones do modernismo brasileiro. Além disso, as placas de trânsito que apontam o caminho para Belo Horizonte, aparece na forma da Igreja, que acabou como o símbolo da cidade.






A sua estrutura é composta por arcos que formam cada abóbada. As duas maiores são o teto da nave e do altar, enquanto que as menores, na parte de trás, servem de apoio. O uso dessa forma parabólica permite que um único elemento forme a cobertura e as paredes, sem recorrer a estruturas independentes. Em contraste com o conjunto, aparecem o campanário e a marquise da entrada, como elementos independentes.


 Ponte do Rio Zhijinghe / China, 2009.

A ponte do rio Zhijinghe é a ponte em arco mais alta do mundo, com 294 metros de altura, localizada na região de Três Gargantas, na China, na rodovia G50 Expressway Xangai, entre as cidades de Yesanguan e Dazhiping.
Com um vão principal de 430 metros a ponte é também uma das 10 pontes em arco, mais longas do mundo. Foi inaugurado no dia 28 de novembro de 2009, a ponte tem sua entrada e saída, a partir de túneis que cortam as montanhas.
A ponte foi feita com oito tubos de aço de grandes dimensões que correm ao longo da parte de baixo do arco, inicialmente ocos. Uma vez que o arco foi fechado, o concreto foi bombeado para estes tubos de baixo para cima.
Usado pela primeira vez pelos chineses em 1990, eles têm refinado e aperfeiçoou a técnica e agora usá-lo na maioria de suas pontes em arco de aço. Uma vez endurecido, o concreto se solidifica e endurece o arco e melhora da resistência à compressão de toda a estrutura.

Estádio Moses Mabhida – Durban, África do Sul
Inaugurado em 2009, o Estádio Moses Mabhida, também conhecido como Estádio Durban, é uma das obras construídas para a Copa do Mundo de 2010 na África do Sul. Sua capacidade acomoda até 70 mil espectadores.




Associação de Cabos e Arco.

A sua estruturação apresenta um elemento de destaque que se caracteriza por um grande arco que vai de uma extremidade à outra do estádio, sendo a estrutura mais alta da edificação ultrapassando os 100 metros de altura, de onde saem cabos que sustentam a grande cobertura da arena.

Idealizado pelo escritório vencedor do concurso internacional GMP, o projeto contou com a concepção estrutural dos escritórios Schlaich, Bergmann und Partner (SBP) e BKS. O grande arco desempenha função estrutural e também tem seu topo acessado pelos visitantes através de um teleférico conduzido pela plataforma. A cobertura de onde saem os cabos é uma “peça única” feita de polietrafluoretileno (PTFE) e tem 46 mil m² de área, pré-tensionada sobre a malha de cabos. A malha então é tensionada contra dois anéis de compressão ao longo do perímetro do estádio e o arco que marca visualmente a composição. A concepção formal da cobertura do estádio permite inclusive a captação de 75% da água da chuva através da calha localizada nos anéis de compressão.

http:www.megasestruturas.org/html
http://www.ogol.com.br/estadio.php?id=8966


quarta-feira, 7 de maio de 2014

VIGAS VAGÃO - AMANDA GASPARINI - 20148095/ MILENA RUIZ FRANÇA - 20166418

As vigas vagão
Um vão vencido pelos cabos. Esse é o princípio da viga vagão, um sistema composto por barra horizontal, montantes e cabos. Esse nome deve-se ao fato de que esse tipo de viga serviu durante muito tempo como elemento estrutural de sustentação de vagões de trens. Nesse caso o empuxo horizontal que todo cabo aplica aos apoios é absorvido pela própia viga, resultando em apenas cargas verticais nos apoios.
A viga vagão pode ter um ou mais montantes; conforme aumenta o número de montantes, varia a forma do cabo. Com um único montante a forma do cabo é triangular, com dois é um trapézio, tendendo no limite à forma de uma  parábola.
No caso de um único montante a viga vagão confunde-se com uma treliça com barra tracionada composta por cabo. A partir daí, a treliça distingue-se da vagão pela necessidade de diagonais que desenhem triângulos, sendo essa a grande vantagem da treliça. Por ter as barras dispostas em triângulos(figura mais estável), pode ter todos os seus nós articulados, o que leva a ocorrer nas barras apenas esforços de tração e compressão axiais. A configuração das barras das treliças em triângulos a leva a ser mais rígida que a viga vagão de mesmos vão e altura.
As vigas vagão possuem cabos de aço tensionados para reduzir a seção das mesmas, redistribuindo e diminuindo os momentos fletores. Com isso possibilitam vencer vãos maiores com menores espessuras de vigas.

 Obras



Monotrilho: Cada suporte conta com um ou dois pilares, capitel e viga-guia. Ao todo, a linha terá mais de 1.791 vigas. Em média, as peças de concreto armado pesam 90 toneladas e variam de 16 a 31 metros de comprimento, com 2,2 metros de altura e 80 centímetros de largura. São formadas por 32 m³ de concreto e 5 mil kg de aço.Cada viga-guia exige um trabalho de logística intenso para que sejam transportadas em segurança, da fábrica localizada no município de Cajamar até o local das obras. Segundo os engenheiros responsáveis, esse é o maior desafio da obra. Outro desafio encontrado é a fabricação das vigas-guia, pois cada viga segue rigorosamente as determinações e peculiaridades de cada etapa do trajeto, acompanhando a topografia do local.


A Arena de Armstrong mais uma vez vem provar que a madeira é um excelente material de construção, tanto como estrutura, como contra fogo, isolamento acústico e térmico e possibilita qualquer design arquitetônico. As vigas vagão possuem cabos de aço tensionados para reduzir a seção das mesmas, redistribuindo e diminuindo os momentos fletores. Com isso possibilitam vencer vãos maiores com menores espessuras de vigas.




A casa grelha de madeira está apoiada em um conjunto de pilares de concreto e está engastada no morro em duas laterais, quase como se brotasse do solo. Nesse ponto de contato o terreno é desenhado por grandes muros de gravidade executados com pedras retiradas do próprio local. Para evitar um número excessivo de pilares nos 2000m2de projeção da estrutura, e para se conseguir visuais mais abertas no jardim inferior, ensaiou-se a utilização de grandes vigas vagão a cada dois módulos, executadas em aço cor-ten e com 11m de comprimento cada. Essas vigas, juntamente com o paisagismo, formam um conjunto importante desta obra.

ESTRUTURA VAGONADA | CAIO DOUGLAS - 20093262

SISTEMAS ESTRUTURAIS  - GRANDES VÃOS
PESQUISA SOBRE VIGAS VAGÃO
CAIO DOUGLAS - 20093262


Estruturas vagonadas
Estruturas vagonadas são sistemas estruturais constituídos por barras e tirantes dispostos de maneira a reduzir esforços e deformações associados à flexão em elementos principais. O termo "vagonada" deriva diretamente de sua grande aplicação como apoio de vagões de trem.
A figura 1  mostra o tipo mais comum de estrutura vagonada: a viga de alma cheia suportada por cabos. A ausência de diagonais diferencia a estrutura vagonada da treliça no contexto deste trabalho, exceto no caso particular de apenas um montante.



Os princípios básicos das estruturas vagonadas vêm sendo utilizados na construção civil desde o final do século XVIII com a execução das primeiras pontes e viadutos em ferro fundido na Europa. As primeiras pontes a utilizarem estes princípios são as lenticulares, formadas por grandes treliças em formato próximo ao elipsoidal com barras suportadas por tirantes através de diagonais e montantes.
O advento do uso de estruturas vagonadas na arquitetura data do final do século XX, especialmente a partir da chamada arquitetura high-tech. Um dos exemplos mais conhecidos de uso do conceito de estruturas vagonadas, embora com trechos treliçados, são as pirâmides do Museu do Louvre em Paris, construídas em 1989 e projetadas pelo arquiteto Leoh Ming Pei com a colaboração do engenheiro Peter Rice (Brown, 2001). Outro exemplo do final do século XX é a estrutura das fachadas bioclimáticas na City for Science and Industry em Paris, construídas em 1981 e projetadas pelo arquiteto Adrien Fainsilber também com a colaboração do engenheiro Peter Rice.


Apesar das inúmeras aplicações, há poucos estudos sobre a concepção e o dimensionamento deste tipo de sistema estrutural no Brasil, especialmente baseados nas novas normas NBR 8800/2008 e NBR 14762/2010 que tratam, respectivamente, da análise e dimensionamento de perfis laminados e formados a frio em aço.

Estrutura da Cobertura Terrasse Jardim


Foto Esquemática. 


Corte