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Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, 2012 205

ANÁLISE DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS PRESENTES NO CENTRO DE CONVIVÊNCIA INFANTIL DA UNESP DE PRESIDENTE PRUDENTE

Beatriz Frasão Tonon (1); Cesar Fabiano Fioriti (2)

(1) Bolsista FAPESP, Aluna de Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual Paulista – UNESP, Faculdade de Ciências e Tecnologia – FCT, Campus de Presidente Prudent. (2) Orientador, Professor Doutor, Universidade Estadual Paulista – UNESP, Faculdade de Ciências e Tecnologia – FCT, Campus de Presidente Prudente. E‐mail: [email protected]

RESUMO A relação da estrutura com a forma e função é muito importante para que não haja impacto na sua inserção no meio ambiente. Dessa maneira realizou‐se uma análise dos sistemas estruturais presentes no Centro de Convivência Infantil – CCI, da Universidade Estadual Paulista – UNESP, campus de Presidente Prudente. Levaram‐se em consideração aspectos qualitativos, tais como os tipos de materiais estruturais constituintes da edificação, os elementos estruturais que as formam, além das vantagens e desvantagens da utilização dos mesmos. Com a realização do estudo teórico dos tipos de sistemas estruturais e suas associações, foi possível descrever a função que cada sistema exerce na estrutura, e com isso prever as razões de seu uso em determinada situação. Após a análise individual de cada sistema estrutural, pode‐se entender a estrutura como um todo, levando‐se em consideração os esforços suportados e transmitidos pela mesma, garantindo solidez à edificação. Palavras‐chave: sistemas estruturais, estrutura, análise estrutural, aço, argamassa armada.

INTRODUÇÃO E OBJETIVO

A preocupação com a estrutura não se restringe apenas a segurança e a criação de espaços

para que indivíduos exerçam suas atividades, mas também como ela será inserida no meio

ambiente e o impacto que poderá causar. Dessa forma, é muito importante que a arquitetura

esteja intimamente ligada com a engenharia (SÁLES et al., 2005).

A primeira resposta para estrutura pode ser tida como: “tudo aquilo que sustenta”

(REBELLO, 2003). Nas edificações, a estrutura é um conjunto de elementos que dispostos em

variadas formas, criam‐se sistemas estruturais responsáveis por sua sustentação (vigas, pilares,

lajes). Além da sua principal função, é essa inter‐relação que produz espaços onde pessoas

exercerão suas atividades.

Os sistemas estruturais são criados e desenvolvidos através dos materiais e técnicas

disponíveis em determinado momento. A complexidade aumenta à medida que mais elementos

são inseridos no sistema, como exemplo, o sistema estrutural mais simples são os cabos, os quais

tem a característica de resistir à tração. O próximo da lista são os arcos, cujos são entendidos

Colloquium Humanarum, vol. 9, n. Especial, jul–dez, 2012


como o inverso dos cabos, pois suportam os esforços de compressão. Os demais são: vigas de

diversos tipos, pilares e treliças de várias formas (SILVA, 1997).

No entanto, dificilmente estes sistemas atuam sozinhos numa estrutura, sendo sempre

associados com outros. Dessa forma, é possível a obtenção novos sistemas estruturais, como:

grelhas (associação de vigas), pórticos (associação de vigas com pilares), estruturas

tensotracionadas, além de estruturas de superfícies, como é o caso das: cascas, placas e chapas.

Assim, é de extrema importância que o profissional envolvido no projeto estrutural, seja

arquiteto ou engenheiro, tenha a habilidade de visualizar e compreender o comportamento das

estruturas em diferentes circunstâncias, e como a forma da estrutura vai influenciar no seu

comportamento.

Diante disso, esse trabalho se refere a análise dos sistemas estruturais existentes na

edificação do Centro de Convivência Infantil – CCI, da Universidade Estadual Paulista – UNESP,

campus de Presidente Prudente. Levando‐se em consideração aspectos qualitativos, tais como os

tipos de materiais estruturais utilizados na edificação, os elementos estruturais presentes nas

estruturais, além das vantagens e desvantagens da utilização dos mesmos.

METODOLOGIA

O objetivo deste trabalho foi atingido por intermédio de uma abordagem qualitativa

descritiva da edificação do CCI da UNESP. Pode‐se entender pesquisa qualitativa descritiva como

aquela em que o objeto de estudo foi analisado de forma aprofundada, observando suas

características e relações com o entorno.

Diante disso foram executadas algumas atividades essenciais:

‐ levantamento bibliográfico sobre o tema;

‐ visita a campo para registrar a edificação do CCI e os detalhes para análise posterior;

‐ comparação com edificações semelhantes;

‐ apresentação de vantagens e desvantagens;

‐ montagem final do texto.

Salienta‐se que o único equipamento utilizado no desenvolvimento deste trabalho foi uma

máquina fotográfica digital, que serviu para registrar as visitas realizadas no CCI da UNESP.

RESULTADOS – DESENVOLVIMENTO

Campus da UNESP – Localização



Criado em 1957, o campus da Universidade Estadual Paulista – UNESP atua com

regularidade nas grandes três áreas do conhecimento: exatas, humanas e biológicas. E se encontra

distribuído em aproximadamente 400.000 m² de área, divididos em três partes: área norte, área

central e área sul, cujas duas primeiras estão separadas pela Rua Roberto Simonsen.

O campus da UNESP de Presidente Prudente é formado por aproximadamente 30

edificações, em que nelas estão distribuídas atividades acadêmicas, administrativas e comuns a

todos, e dentre estas foi analisada a edificação do CCI.

Centro de Convivência Infantil

O CCI está localizado na área norte do campus, e se destaca pela utilização da cobertura de

aço em treliça espacial e placas de argamassa armada, como mostra a figura 1.

Figura 1 – Vista geral do CCI.

Fonte: autores, 2012.

Com a utilização da argamassa armada não houve a necessidade de execução de pilares

internos para auxiliar no fechamento da distribuição das salas, pois estas placas são estruturadas

com malhas de aço que por si só, através do encaixe, se sustentam. Podendo assim, ser

considerada uma estrutura leve e de fácil montagem.

A utilização da argamassa armada implica em desde o início do projeto já decidir onde

estarão as aberturas, para que as placas sejam dispostas da maneira correta. Para melhor

eficiência elas são disponibilizadas em diversos tamanhos, além de serem elementos pré‐

moldados.



Acima de todas as placas de argamassa armada foi passada uma viga periférica em aço,

figura 2, com a função de auxiliar o correto encaixe das placas de argamassa, bem como servir de

estrutura suporte do forro em PVC, dentro das salas.

Figura 2. Detalhe da viga de aço.


A cobertura em treliças espaciais é totalmente independente e formada por elementos

metálicos. Desde os pilares, tubulares com seção quadrada em aço, até as telhas metálicas, em

que além de cobrirem também fecham lateralmente a parte onde estão as treliças.

Na treliça espacial as barras são formadas por cantoneiras de abas iguais, onde devido a

grande quantidade, cada uma delas será responsável por transmitir uma parte da carga total, ou

seja, distribuir as cargas para os pilares, figura 3a.

A ligação entre as barras espaciais foi feita com parafusos e chapas que acabaram

formando os nós, os quais neste caso são simples, pois possuem oito barras se interligando em

cada um deles, como mostra a figura 3b.

Figuras 3. a) Detalhe dos perfis das barras; b) Detalhe da ligação das barras.




Em vista geral, figura 4, é possível observar o emaranhado de barras que se ligam, a cada

oito, formando os nós. O sistema é bastante interessante, pois mesmo proporcionando grande

vão os elementos que o formam são de dimensões pequenas e em grande quantidade.

Figura 4. Vista geral das treliças espaciais.


Nas extremidades da cobertura está localizada uma viga perimetral, também em aço, e

com perfil “U” enrijecido, com a função de fechamento e travamento das treliças, figura 5.

Quando se utiliza este tipo de sistema estrutural é feito um fechamento na lateral com a telha

utilizada, o qual pode ser vertical ou diagonal, como é o caso desta edificação.

Figura 5. Detalhe das vigas perimetrais.


Nesta edificação optou‐se pela utilização do aço em quase todos os elementos: pilares,

vigas e treliças espaciais, bem como a caixa d’água localizada ao lado do prédio, figura 6.



Figura 6. Caixa d’água em aço localizada ao lado do edifício.


Produzida inteiramente em aço, a caixa d’água apresenta uma ligação engastada na base.

Em sua extremidade inferior possui nervuras de enrijecimento que auxiliam na estabilidade

vertical da estrutura. As ligações com a base de concreto foram feitas tanto por solda quanto por

parafusos, detalhes na figura 7.

Figura 7. Detalhe da base da caixa d’água, com as nervuras de enrijecimento.


A utilização dos elementos metálicos para diversos fins, como é o caso da caixa d’água,

tem‐se como vantagem o fato de ser um material leve e de fácil montagem, neste caso com a

dobra e soldagem dos elementos. No entanto, existe a preocupação com a oxidação em que as

precauções sempre devem vir em primeiro lugar. E a principal delas é a aplicação do zarcão

(composto de chumbo que previne o aço de corrosões), entre outras que variam de acordo com o

fim.



A figura 8 apresenta outras utilizações frequentes da cobertura de treliças espaciais, sendo

que a mesma acaba sendo empregada em grandes coberturas de aeroportos e terminais

rodoviários, como é o caso do Terminal Rodoviário de Criciúma – SC (figura 8a). Já a figura 8b

apresenta a qualidade arquitetônica da treliça espacial no interior do edifício, implantada no

saguão de entrada da Prefeitura Municipal de Campo Verde ‐ MT. Diferentemente da treliça

espacial presente no CCI, estas são feitas com perfis tubulares, os quais são mais comuns neste

tipo de sistema estrutural.

Figura 8. a) Treliça espacial em Criciúma; b) Treliça espacial em Campo Verde.

Fontes: http://www.criciuma.sc.gov.br/lernoticias.php?codigo=3688;

http://desenhistarogerio.blogspot.com.br/2011/04/estudo‐de‐caso‐2.html

DISCUSSÃO

A escolha do tipo do sistema estrutural numa edificação é dada em sua maioria a partir da

função que o edifício irá exercer, pois juntamente com a arquitetura a estrutura é o que dá a

forma. Além disso, é necessário ter o conhecimento das características daquele sistema, tais como

as vantagens e desvantagens.

No caso desta edificação, a escolha pela estrutura de cobertura com treliças espaciais em

aço e a argamassa armada como estrutura de vedação, provavelmente foi realizada devido a

rapidez e facilidade de montagem da estrutura, tento que em vista que se fosse uma estrutura

convencional de concreto armado moldado in loco o tempo seria muito superior.

Dessa forma, observa‐se que o sistema que mais se destaca na edificação mostrada acima

é a estrutura de cobertura em treliças espaciais de aço. E para ter conhecimento das

características desse sistema estrutural, segue abaixo as vantagens e desvantagens do seu uso:

Vantagens

‐ Montagem rápida;

‐ Adaptação a diversos tipos de projetos;

‐ Apresenta boa relação entre peso próprio e vão;


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‐ Beleza arquitetônica, devido à flexibilidade da locação dos pilares com o surgimento de grandes

vãos;

‐ Peso próprio reduzido, devido às pequenas espessuras das barras;

‐ Fácil transporte e montagem;

‐ Pode ser ampliada e de fácil remoção.

Desvantagens

‐ Mão de obra pouco qualificada;

‐ Em contato com intempéries, pode oxidar mais facilmente.

CONCLUSÃO

Através da realização deste trabalho pode‐se ter a oportunidade de analisar uma edificação

executada através de sistemas estruturais diferentes. Tanto a cobertura com treliças espaciais em

aço quanto a superestrutura também em aço e em argamassa armada, chamam a atenção

principalmente pela beleza e leveza visual dos elementos. Dessa maneira, a disciplina Sistemas

Estruturais, enfatizada neste trabalho, considera que todo arquiteto deve conhecer os tipos de

sistemas estruturais existentes, saber como seus elementos se comportam e estar capacitado a

apresentar seu pré‐dimensionamento. Diante disso, é de extrema importância que o profissional

envolvido no projeto estrutural tenha a habilidade de visualizar e compreender o comportamento

das estruturas em diferentes circunstâncias, e como a forma da estrutura vai influenciar no seu

comportamento. Assim, este trabalho pretende contribuir para a junção entre a engenharia e a

arquitetura, levando em consideração os aspectos qualitativos dos sistemas estruturais que foram

analisados.

REFERÊNCIAS

REBELLO, Y. C. P. A concepção estrutural e a arquitetura. São Paulo: Zigurate Editora, 271p., 2003.

SÁLES, J. J., et al. Sistemas estruturais: Teorias e exemplos. São Carlos: SET/EESC/USP, 2005.

SILVA, D. M. Estruturas: Uma abordagem arquitetônica. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 1997.

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