Forma Ativa 6g5n2g

Alunos: Ana Carolina Natália Priscila Renata Rogério Rumayana Orientador: Rogério Carvalho

SISTEMAS ESTRUTURAIS DE FORMA ATIVA 4º período 4/11/12

Arquiterura e Urbanismo

CARACTERÍSTICAS q

Estruturas flexíveis

Formada por matéria rígida ou não rígida que captam a força, formada de modo definido e ada por extremidades fixas, por onde as forças tendem ir. q

Estruturas cuja aparência externa dá o caminho que as forças irão fazer para encontrar sua forma q

Pode ar-se a si própria e cobrir um grande vão. q

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A redistribuição de forças é efetuada por um desenho de forma particular e caracterizada pela estabilização da forma; q

É uma ótima alternativa estrutural que define diretamente a arquitetura. q

q

TRANSMIÇÃO DAS CARGAS

O cabo sofre tração.

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O arco sofre compressão;. q

TIPOS DE SISTEMA DE FORMA ATIVA q q

q q

Sistema de cabos; Sistema em forma de tendas; Sistemas pneumáticos; Sistemas de arcos.

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CABO S 4/11/12

DEFINIÇÃO q

Fio carregado de carga mecânica;

São a junção de fibras mais comprimidas que se interligam entre si e estão mais ligadas, criando uma ramificação, o que gera a coesão, atração de materiais q

Trás uma das três dimensões muito mais relevante que as outras: o comprimento; A FIBRA RESISTENTE q

O ATRITO 4/11/12

RESISTENTE

CARACTERÍSTICAS q q q q q q

Tendem a vencer maiores vãos que as outras estruturas; Mudam forças o externas meio de por esforços normaisas simples: cabo depor suspensão tração; Alta resistência; Resistentes à TRAÇÃO; Econômico; Utilização de poucos materiais

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DESVANTAGENS q

q q

Leveza dos cabos de suspensão; devido ao pequeno peso próprio em relação ao seu vão e sua flexibilidade; Sujeitos a cargas móveis e assimétricas; Sofrem vibrações e ações pelo vento.

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ESFORÇOS ATUANTES

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Golden Gate, São Francisco EUA

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COMPONENTES DOS CABOS CABOS ALMA S

PERNA S ARAM E CENTR AL

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ARAM E

ELEMENTOS DE FIXAÇÃO Os cabos de aço são fixados em sua extremidade por meio de ganchos ou laços. q

Os laços são formados pelo trançamento do próprio cabo.

4/11/12 Os ganchos são acrescentados ao cabo.

Detalhe da junção

MATERIAIS q

Predomina o aço;

q

Cabo de aço com fibra de vidro por dentro a 18000kgf/cm²;

q

Feitos flexíveis pelo stranding, torcendo geralmente ou trançando;

q

Os fios individuais menores reservam mais flexibilidade;

q

Um revestimento fino de lata nos fios individuais do cabo fornece a lubrificação para uma vida mais longa; E como este é um material sujeito

q 4/11/12

Terminal norte do Teleférico do Parque das Nações em Lisboa, Portugal. 4/11/12

Gru a

APLICAÇÕES q q q q

Equipamentos de transporte; Elevação de cargas; Sustentação de pontes; Tracionamento de tendas.

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Ponte

Escavadeir

Elevador

Millau (2007), na França, tem 2.4 km de comp. e 7 torres sendo a maior com 343 metros de altura, o que a torna a mais alta torre de ponte do mundo.

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Rio Antirrio (2004), na Grécia, tem 2.8 km de comprimento e é a maior ponte estaiada do mundo.

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Cirque du Soleil, Downtown Disney Walt Disney World, Florida

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Ponte Estaiada Octávio Frias de

CLASSIFICAÇÃO DE CABOS Sistemas de cabos bíaxiais; q Treliças de cabo. q q

Sistemas de Cabos Paralelos;

q

Sistemas de Cabos Radiais;

q

Cabos de Suspensão;

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arela Oudry-Mesly -

SISTEMAS DE CABOS PARARELOS

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II Grande Bigo, Porto de Gênova –

q q q

Tendem à vencer vãos de 50 à 500m; Vão econômicos de 80 à 500m; Os melhores exemplos são as pontes.

Ponte Akashi-Kaikyo -  Japão Maior vão livre -1.991 m Comprimento total - 3.911 m 4/11/12

SISTEMAS DE CABOS RADIAIS

4/11/12 Moses Mabhida - Durban Estádio

Praça Coberta,

Tendem à vencer vãos de 30 à 250m; q Vão econômicos de 60 à 200m; q Os melhores exemplos são os estádios de futebol. q

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Estádio Moses Mabhida - Durban - África do Sul

SISTEMAS DE CABOS BÍAXIAIS

TRELIÇAS DE CABOS

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arela de les Glories. Barcelona, Catalonia 4/11/12

Millenium Dome Greenwich, Península de Greenwich,

Ponte Rio-Antirio, Grécia

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Ponte

Tansui,

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Alamillo Bridge, Sevilha Espanha

Capela, São Luiz do Maranhão

4/11/12 de Arte Milwaukee Museu

Ponte LightningVolt Mackinac, Michigan EUA

Ponte JK, Sobre o lago em Brasília - Arquiteto Alexandre Chan

Ponte 4/11/12

Tansui,

Estádio Olímpico,

TENDA S

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HISTÓRICO Remontam a mais de 20.000 A.C. de acordo com pinturas pré-históricas encontradas em cavernas. q Tendas de dimensões consideráveis e de certa sofisticação remontam a pelo menos 2000 anos. q Contudo, havendo pouco desenvolvimento entre o tempo dos romanos e o séc. XIX. Porém, após a revolução industrial houve uma demanda por tendas grandes e por materiais de grande resistência, com produção em massa e relativamente barata. q

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Abrigo pré-

Abrigo Indígena norte-americano Abrigo Mongol

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Acampamento Militar Norte-

DEFINIÇÃO Estruturas constituídas por membranas nas quais atuam esforços apenas de tração . q

CLASSIFICAÇÃO

Estruturas tensionadas de membrana; q Estruturas tensionadas de malha; q Estruturas pneumáticas. q

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Formigas – Estrutura da

ESTRUTURAS TENSIONADAS DE MEMBRANA q

Pela própria forma, membranas delgadas e flexíveis auxiliam na aplicação da tração, e agem simultaneamente como estrutura e cobertura.

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CARACTERÍSTICAS q q q q q q q q q q

Translucidez; Desmontabilidade; Montagem rápida; Evocação simbólica; Variabilidade formal; Qualidade escultórica; Relação custo/beneficio; Isolamento termo acústico; Vencimento de grandes vãos; Adaptação a qualquer geometria.

Montagem de uma tenda 4/11/12

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APLICAÇÕES Sombreamento e proteção de grandes espaços abertos ao ar livre; q Cobertura de estádios esportivos. q

4/11/12 Estádio Rei Fahd – Arábia

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Aeroporto de Denver.

Arena Olímpica de Munique - 1972 4/11/12

q q q

Abrigos entradas ou curta eios; Abrigos para temporários e de duração; Abrigos desmontáveis e de fácil transporte;

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Pavilhão Musical –

Lagoa de Jansen em S. Luiz (MA). – 680m²

4/11/12 dos Povos – Memorial

Mercado Ver-oPeso

q

q

Construções de grande porte como aeroportos, estações e hangares; Decorações internas de lojas e shoppings;

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Aeroporto Haj Terminal em Jeddah – Arábia Saudita

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Cobertura da Igreja Batista do Ceará.

4/11/12 UnB-DF

Capela em São Luiz (Ma).

Salas de aulas subterrâneas –

Pavilhão dos EUA – Osaka 1970

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MATERIAIS UTILIZADOS q q q q

Couro; Pele de animais; Tecido; Plástico;

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q q q

Borracha; Filmes de ETFE22; Membranas de Poliéster;

ESFORÇOS ATUANTES q

Apenas de tração

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ESTRUTURAS TENSIONADAS DE MALHA q

A malha estrutural ajuda nos esforços de tração, ando e transmitindo as forças da parte não estrutural dos elementos de cobertura, que atuam separadamente.

MATERIAIS UTILIZADOS Laminas de Vidro; q Acrílico; q Placas de Madeira; q Outros materiais semelhantes. q

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Milennium Dome – Londres

Estádio 4/11/12Georgia Dome – Atlanta 1992

Sony Center

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Projeto Eden – Cornwall -

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ESTRUTURAS PENEUMÁTICAS OU

CARACTERÍSTICAS Formada de superfícies esféricas ou cilíndricas; qMembranas flexíveis e leves; q Econômica; qEficiente; q Agradável a grandes áreas; q Capaz de cobrir grandes áreas; q Empregados principalmente nos EUA e Japão (até 40000 m²); q

Cobertura de quadra de tênis, etapas construtivas evidenciam a 4/11/12 ausência

Possui um ou mais compartimento pressurizado, podendo ou não ter o; q Estruturas estabilizadas, integralmente ou principalmente, pela pressão dos gases; q

Armazém 4/11/12de Tapetes São Carlos.

Pavilhão dos EUA na exposição de Osaka.

 VANTAGENS

Permite vencer tesouras grandes ou vãos livres, sem o uso de colunas internas, tirantes; q O uso de ventiladores (motores elétricos ou a diesel) permite que o ar seja renovado a cada 15 minutos; q Sistema de iluminação pode ser integrado à estrutura e ser flexível;  q Baixo custo, flexibilidade de uso e facilidade da montar e desmontar; q

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Não requer muito espaço para armazenamento enquanto desmontada; q São protegidas da poluição. A camada externa não retém sujeira. q A durabilidade é em média de 15 anos.Podendo atingir 25 anos quando tem manutenção. q

Legenda a.

b. c.

d.

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e.

Ancoragem da membrana através de cabeamento metálicos. Canal de entrada do ar Membrana leve e maleável Malha de cabos metálicos Abertura de agem

DESVANTAGENS Muitas das vezes incompatível os tipos de terrenos; q Uma vez inflado, a estrutura é inflexível em termos físicos; q É limitada a expansão através de adição de módulos; q Dificuldade na colocação das aberturas; q Risco de falha e ruptura das membranas; q Em alguns casos é necessária constante ventilação; q

CURIOSIDADE: O ovo das aves funcionam como uma estrutura inflável, pois possuem pele externa resistente e deformável , sendo submetida a uma pressão interna. 4/11/12

q q

FORMATO‡

Tem comoaponto; forma básica a esforços de ESFERA, pois sob pressão interna esférica , tensão uniforme e homogênea ,membrana desenvolve iguais em cada Quanto maior será a maior a curvatura do plano membrana; esférico (raio menor), resistência da

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Exemplos de Aplicação de Estrutura Pneumática em habitações 4/11/12de caráter temporário. militares

ANCORAGEM Tem a função de conduzir os esforços de tração da membrana para as fundações; q Nos pontos de ancoragem interiores ocorre uma ancoragem da membrana não só na borda, mas também na porção central do raio de curvatura, reduzindo os seus esforços. q

Enterradas

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Cabos

REVESTIMENTO q

Com tecido de poliéster revestido com PVC;

Projetos mais requintados, são revestidos com membrana com fibras de vidro revestida com teflon ou silicone. q

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Formas típicas de cortes das membranas.

TIPOS DE ESTRUTURAS PNEUMÁTICOS AIR ED OU INSULFLADA

AIR INFLATED OU INFLADA

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q q q q q q q q q q

ESTRUTURAS INSULDADA

Formado por membrana única; Exige bombeamento de ar quase contínuo; Talvez reforçada por cabos; Exige o a área interna; Não háexterno. troca de ar com o meio QUANDO SÃO ESFÉRICAS Cobre grandes áreas alturas; Superfície abatida ou esemi-esféricas. QUANDOde SÃO CILÍNDRICAS Facilidade padronização na pré-fabricação; Fácil adaptação em suas dimensões; Econômica para uso temporário.

Pavilhão da Fuji na Exposição de Osaka.

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As que são enrijecidas pela pressão, onde não há contato com o ar externo; q

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Volume de ar fechado em um invólucro resistente a tensão, é pressurizado contra o ar do ambiente e comporta-se como um sólido homogêneo elástico. q

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Fuji Pavilion (Expo 70 Osaka, Japão)

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O teatro projetado pelo arquiteto Yutaka Murata e pelo engenheiro Mamoru Kawagushi na Expo’70 flutuava sobre um lago sustentado por 48 sacos de flutuação. 4/11/12

ESTRUTURA INFLADA Emprega membrana ou tubular ou celular; q Caso não haja vazamento, o bombeamento; q Contínuo exige o à área interna; QUANDO SÃQ ESFÉRICAS OU CILÍNDRICAS q Usado com elemento estrutural de cobertura; q Resistente à flexão, flambagem e torção. q

Os balões de viagem, inflados por ar quente, ou os zepelins, inflados por um gás mais leve que o ar é a grande responsável por estabilizar essas estruturas, divididas entre aquelas que são 4/11/12 sustentadas por essa pressão e as

As que são sustentadas por elas mesmo, e que há contato com o ar externo; q

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Estrutura pneumática de uma saída de emergência desenvolvida pela Goodyear Aerospace Corporation, enrijecida pela pressão do ar e 4/11/12 na qual as dobras do piso se

Guarda-sóis inflados com ar.

VÍDEO

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ARCO S

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HISTÓRIA Os arcos foram utilizados como elementos estruturais pelos etruscos, babilônios egípcios e gregos, mas foi com os romanos que atingiram sua máxima utilização. q Com os arcos, os romanos construíram pontes e aquedutos, inicialmente com pequenos vãos, mas, com a experiência acumulada, conseguiram construir arcos com grandes vãos ou com uma grande continuidade. q A partir da Idade Média os arcos começaram a aparecer em edificações ousadas,aberturas permitindo construção de edifícios altosmais com grandes nasaparedes q

O mesmo processo evolutivo conduziu à adoção da parte superior do arco em uma configuração curva, o que permite que todos os elementos que formam o arco 4/11/12 fiquem solicitados por esforços de compressão. q

DEFINICÃO O termo arco que vem do latim arcus, designa um elemento construtivo em curva, que emoldura a parte superior de um vão ando o peso vertical da estrutura em que se encontra. q

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CARACTERÍSTICAS q

Vence grandes vãos, com pouca quantidade de

materiais; q

Podem vencer vãos de cerca de 300 m e se forem

metálicos podem chegar a 550 m; q

Materiais utilizados com resistência adequada: aço, madeira, concreto armado e alvenaria;

q

A forma da curva que define o Arco pode ter

diferentes formatos, por razões funcionais e arquitetônicas; q4/11/12

Seu próprio peso acarreta compressão, e os demais

ARCO FUNICULAR OU CATENÁRIO ARCO RÍGIDO

ARCO FUNICULAR é a forma parabólica de um cabo, que quando invertido e estruturado transformase em ARCO RÍGIDO.

Funicula r Rigid o

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TRAÇÃ O COMPRESSÃ O

Component e Horizontal

Component e Vertical

Component e Vertical

ARCO RÍGIDO - Maquete feita em sala de aula

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Component e Horizontal

ARCO RÍGIDO - Maquete feita em sala de aula

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ARCO RÍGIDO – Coliseu – Anfiteatro Romano

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ARCO FUNICULAR- Maquete feita em sala de aula

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ARCO FUNICULAR- Bondinho do Pão de Açúcar-RJ

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APLICAÇÕES q

Pontes

q

q

Aquedutos

q

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Abóbadas

Formações geológicas naturais

Ponte JK – Brasilia-DF

APLICAÇÕES Abóbadas

q

Pontes

q

q

Aquedutos

q

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Formações geológicas naturais.

Aqueduto da Lapa - RJ

APLICAÇÕES Abóbadas

q

Pontes

q

q

Aquedutos

q

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Formações geológicas naturais.

Domo de Florença, Italia

APLICAÇÕES Abóbadas

q

Pontes

q

q

Aquedutos

q

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Formações geológicas naturais.

Jericoacoara-CE

ARCO SEMI-CIRCULAR Conhecido também como arco romano, é um arco bi-apoiado e não é aconselhável para grandes vãos uma vez que a relação entre a largura e a altura (2 : 1). q

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ARCO ELÍPTICO Pode ter dois ou mais apoios, tendo condições de ser utilizado tanto para pequenos vãos (arco elíptico estreito) como para grandes vãos (arco elíptico largo). q

largo

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estreito

ARCO PARABÓLICO É obtido invertendo-se a forma parabólica de um cabo submetido a uma carga uniformemente distribuída. Possui a forma ideal do arco do ponto de vista estrutural, pois tem a mesma forma parabólica do diagrama de momentos fletores, o que faz com que as tensões de flexão sejam eliminadas. q

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ARCO GÓTICO É composto por dois segmentos de circunferência com centros distintos dando lugar a uma forma pontiaguda ou ogival que faculta ao arco uma maior força e possibilita vãos mais altos. q

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Notre Dame, Paris.

 

ARCO BOTANTE É uma estrutura em forma de meio arco, erguida na parte exterior dos edifícios românicos e góticos para apoiar as paredes e repartir o peso das paredes e colunas para aumentar as alturas das edificações. q

Arco Botante

Contraforte

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ARCO OGIVAL Estrutura o esqueleto da abóbada cruzando-se com outro no centro (chave) distribuindo o peso até aos pilares de apoio. q

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Igreja de Fecamp – França

TAMANHO DOS VÃOS

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TAMANHO DOS VÃOS

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Ponte JK – Brasília - DF Os arcos de sustentação da Ponte JK se encaixam diagonalmente nos pilares de sustentação produzindo esforços tridimensionais na fundação. 4/11/12 O esforço horizontal foi o maior já encontrado em pontes

Estádio de Durban – África do Sul O arco com 350 metros em todo o comprimento do estádio, onde circula um teleférico que permite uma vista global da cidade. 4/11/12

Ponte de Chaotianmen – Chongqing-China Inaugurada em 29 de abril de 2009, estrutura de Arco composto por Treliças metálicas, é a ponte com maior vão do 4/11/12 mundo – 552m.

AQUEDUTO - Pont du Gard, 18 km a NE de Nîmes. Com 275 metros de extensão sobre o vale Gardon. Foi construído de blocos de pedra calcária pesando até seis 4/11/12 toneladas cada, encaixadas sem argamassa e fixada com

VÍDEO

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MÚSICA DA FORMA ATIVA FORÇA FORÇA cabo! FORÇA FORÇA arco! FORÇA FORÇA tenda! FORÇA FORÇA inflável!

FORÇA FORÇA tem no

Mas eu só quero que a estrutura não caia tentar criar mais vãos FORÇA FORÇA tem na com muita economia Eu quero construir FORÇA FORÇA é Eu quero projetar Mas com essas forças Analisando as estruturas de forma ativa tem que ar Podemos perceber E o motivo a sua flexibilidade (2x) todo mundo já conhece Onde o cabo é que a reação sobe é cada vez mais tracionado e o empuxo desce E o arco cada vez mais comprimido E o motivo FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA todo mundo já conhece cabo é que a reação sobe FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA e o empuxo desce arco FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA tem no caboFORÇA FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA tem no arco tenda FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA tem na 4/11/12 FORÇA FORÇA FORÇA FORÇA tenda FORÇA FORÇA tem no

tem

tem

tem é

“Entender as leis de reorientação das forças em sistemas estruturais de forma-ativa é requisito para o desenvolvimento de qualquer sistema de estrutura.” 4/11/12

OBRIGA DO!

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