modelagem dos sistemas estruturais€¦ · estrutura de membrana. tecido esticado bolhas de sabão...

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Departamento de Estruturas

MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS

Aula 01: Planejamento e Introdução ao Estudo

Maria Betânia de Oliveira

Professora Adjunta

[email protected]

mboufrj.weebly.com

02/09/2019 11:16 1 mboufrj.weebly.com

Objetivos da Aula Entendimento do Plano de Ensino da Disciplina Entendimento da Conceituação Inicial sobre a Modelagem dos Sistemas Estruturais (MSE)

Aula 1 Planejamento e Introdução ao estudo de MSE

Plano da Disciplina Conceituação Inicial sobre a Modelagem dos Sistemas Estruturais (MSE)

UFRJ.FAU.DE


Disciplina: MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS Código: FAE110

No de aulas semanais: 3 aulas Carga Horária: 45 h

EMENTA Análise qualitativa do comportamento de barras, lâminas, blocos e diversos sistemas

estruturais, através do contato com modelos. Noções intuitivas de equilíbrio, vínculos e graus de liberdade; solicitações, tensões,

deformações; comportamento elástico dos materiais; isotropia e anisotropia; estabilidade e instabilidade.

Evolução histórica dos sistemas estruturais. Pesquisa de formas estruturais por processos de livre avaliação.

Noções de rigidez pela forma. Observação de soluções da natureza.

UFRJ.FAU.DE


Objetivos da Disciplina

Apresentar a importância do conhecimento de Sistemas Estruturas

para a formação do Arquiteto Urbanista.

Fornecer ao aluno as bases necessárias para o entendimento do

equilíbrio, das tensões e das deformações das estruturas.

Viabilizar o estudo qualitativo do comportamento estrutural através da

confecção e observação de modelos físicos.

Mostrar exemplos de sistemas estruturais que facilitem o

entendimento da história do desenvolvimento das estruturas.

Preparar o aluno para o estudo das disciplinas subsequentes da

área de estruturas.

UFRJ.FAU.DE


Metodologia de Ensino

Exposições teóricas sobre os temas da disciplina, elaboração de modelos

físicos e análise qualitativa de estruturas através da observação destes

modelos.

Critério de Avaliação Ne – nota nos exercícios propostos, em grupo, valor igual a 2 pontos

Ni – nota no trabalho individual, valor igual a 3 pontos

Nf – nota no trabalho final, em grupo, valor igual a 5 pontos

Média do Semestre, Ms = Ne+Ni+Nf

Se Ms ≥ 5,0 → aprovado por nota

Se Mf < 5,0 → reprovado por nota

nf – número de faltas

nf > 11horas (3 semanas) → reprovado por frequência

UFRJ.FAU.DE

Frequência


TURMAS FAC/FAD - TERÇA-FEIRA TURMAS FAA/FAB - SEXTA-FEIRA

06AGO Aulai- Início. Simultaneidade entre forma e estrutura.

09AGO Aulai- Início. Simultaneidade entre forma e estrutura.

13AGO Aula1: Planejamento e introdução ao estudo.

16AGO Aula1: Planejamento e introdução ao estudo.

20AGO Aula2- Definições básicas. 23AGO Aula2- Definições básicas.

27AGO Aula3- Cabos. 30AGO Aula3- Cabos.

03SET Aula4- Arcos. 06SET Aula4- Arcos.

10SET Aula5- Treliças. 13SET Aula5- Treliças.

17SET Aula6- Vigas e grelhas. 20SET Aula6- Vigas e grelhas.

24SET Aula6- Vigas e grelhas.

27SET Aula6- Vigas e grelhas.

Planejamento Aulas 2019.2


TURMAS FAC/FAD - TERÇA-FEIRA TURMAS FAA/FAB - SEXTA-FEIRA

01OUT Aula7- Pilares e pórticos. 04OUT Aula7- Pilares e pórticos.

08OUT Aula8- Lajes. 11OUT Aula8- Lajes.

15OUT Aula9- Membranas. 18OUT Aula9- Membranas.

22OUT Aula10-Cascas. 25OUT Aula10-Cascas.

29OUT Aula11- Definição do Trabalho Final, Tf. Discussões.

01NOV Aula11- Definição do Trabalho Final, Tf. Discussões.

05NOV Aula12- Orientação e execução do Tf. 08NOV Aula12- Orientação e execução do Tf.

12NOV Aula13- Primeira avaliação do Tf. 15NOV Aula13- Primeira avaliação do Tf.

19NOV Aula14- Orientação e construção do Tf. 22NOV Aula14- Orientação e construção do Tf.

26NOV Aula15- Apresentação do Tf. 29NOV Aula15- Apresentação do Tf.

03DEZ Discussões Finais. 06DEZ Discussões Finais.

10DEZ Última Aula- Encerramento. 13DEZ Última Aula- Encerramento.


Planejamento Aulas 2019.2

Introdução

Estrutura

Sistema Estrutural

Modelagem

Motivação

UFRJ.FAU.DE


Estrutura: parte da edificação responsável por sua sustentação.

Estrutura M

AM

R

io

UFRJ.FAU.DE

Estrutura: conjunto de elementos que viabilizam a criação do

espaço útil de uma edificação.


Conteúdo Estrutural

Em toda obra de arquitetura, há estrutura, mas a participação da

estrutura especificamente como nós a entendemos hoje, dentro

de uma obra de arquitetura, varia de obra para obra.

Projeto Típico

Projeto que não seja, nem um projeto de pouquíssimo conteúdo

estrutural, como pode ser uma residência simples, nem de

conteúdo estrutural extremo, como pode ser uma ponte.

Mário Franco. Palestra intitulada “Arquitetura e Estrutura: experiências e perspectivas”.

IDEA, IE-SP, 25/09/1995.

UFRJ.FAU.DE


Esquema estrutural do Anhembi, São Paulo, SP

Esquema estrutural do Masp, São Paulo, SP

Estrutura como caminho das forças

UFRJ.FAU.DE


© 2009 Maria Betânia de Oliveira

Estrutura, ou Sistema Estrutural, é o conjunto de elementos

estruturais que interagem para suportar as ações com

segurança.

Estrutura ou Sistema Estrutural

UFRJ.FAU.DE


Modelagem

Define-se por Modelo a representação simplificada

de algum fenômeno do mundo real.

O Modelo facilita a compreensão de relações

complexas.

Modelagem é ato ou efeito de modelar – produzir

modelos.

Modelagem dos Sistemas Estruturais Modelos Físicos: representação da realidade através de modelos reduzidos em escala

Modelos Matemáticos: representação da realidade através de formulação matemática e desenhos

UFRJ.FAU.DE


Definição do Modelo Estrutural de uma Cobertura Pneumática (OLIVEIRA, 2001)

p

ag

Métodos Numéricos A utilização de modelagem matemática, com o auxílio de desenhos, possibilita

uma análise estrutural qualitativa e quantitativa → importante para a

determinação precisa de formas estruturais não usuais.

UFRJ.FAU.DE


Exemplos de modelos físicos empregados na definição da forma inicial de uma

estrutura de membrana.

Tecido esticado Bolhas de sabão

Modelos Físicos

A utilização de modelos físicos facilita o entendimento do comportamento

estrutural através da visualização dos fenômenos estruturais.

UFRJ.FAU.DE


Modelo físico de pórtico deformado devido a aplicação de força concentrada no primeiro tramo, modelo estrutural equivalente e estrutura deformada resultante da análise numérica do modelo estrutural equivalente ─ elaborado pelo monitor de MSE/FAU/UFRJ em 2014.

UFRJ.FAU.DE



Exemplos de modelos físicos de Sistemas Estruturais de projetos/construções existentes. Cobertura do Pavilhão de São Cristóvão, Pilar do Palácio do Trabalho de Turim, Casa das Histórias Paula Rego, Casca na sede do Partido Comunista Francês em Paris, Edifício da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da UFRJ, Cúpula do Panteão em Roma, Pórtico e cobertura na Praça do Patriarca e Villa Savoye ─ elaborados pelos alunos de MSE/FAU/UFRJ no segundo semestre de 2013.

MSE 2014.1


MSE

20

15.1


MSE 2015.2


UFR

J.FA

U.D

E

MSE 2016.1


UFRJ.FAU.DE MSE 2016.2


UFRJ.FAU.DE

MSE 2017.1

Painel com fotos de Modelos Físicos elaborados por alunos de MSE 2018.2

Exposição de MSE UFRJ.FAU.DE MBO

Exposição de MSE UFRJ.FAU.DE MBO

Painel com fotos de Modelos Físicos elaborados por alunos de MSE 2018.2

Motivação

Edificações

Projeto

(Design) Fundações Estrutura Sistemas

Prediais Acabamento

Tipos de Projeto Edificações

Novas Edificações

Alteração da forma de uma edificação existente

Alteração do uso de uma edificação existente

Manutenção

Restauração

Est

rutu

ra

UFRJ.FAU.DE


Anel de Compressão

Adaptação ENADE 2005

Maria Betânia de Oliveira 2015.1

UFRJ.FAU.DE


Motivação

ter consciência da possibilidade da sua existência;

perceber a sua relação com o espaço gerado;

perceber o sistema ou sistemas capazes de transmitir as forças ao solo, da forma mais

natural;

identificar os materiais que, de maneira mais adequada, se adaptam a esses sistemas.

Concepção Estrutural

Simultaneidade entre Forma e Estrutura

A concepção da estrutura é anterior a sua quantificação.

UFRJ.FAU.DE


Concepção Estrutural

Simultaneidade entre Forma e Estrutura

A Concepção Estrutural não é aleatória

Funcionalidade

Estabilidade

Resistência

Custos

Estética

Tecnologia de construção

Depende de diversas variáveis

UFRJ.FAU.DE


Paulo Mendes da Rocha

Não se pode imaginar

uma FORMA que não

necessite de uma

ESTRUTURA

Não se pode imaginar

uma ESTRUTURA que

não necessite de uma

FORMA

FORMA e

ESTRUTURA nascem

juntas.

Quem cria a forma cria a estrutura.

PAES & CRESPO (2012)

UFRJ.FAU.DE


UFRJ.FAU.DE

A solução da forma estrutural deve permitir o encontro entre Arquitetura e Estrutura.


O que é arquitetura?

“A meu ver, arquitetura é invenção. E, sob esse prisma de

compreensão, é que realizo os meus projetos, sempre em

busca da beleza, de soluções expressivas, diferentes,

capazes de causar surpresa.”

Oscar Niemeyer (1907–2012)

UFRJ.FAU.DE


"Arquitetura é antes de mais nada construção, mas,

construção concebida com o propósito primordial de

ordenar e organizar o espaço para determinada finalidade

e visando a determinada intenção. E nesse processo

fundamental de ordenar e expressar-se ela se revela

igualmente arte plástica, porquanto nos inumeráveis

problemas com que se defronta o arquiteto desde a

germinação do projeto até a conclusão efetiva da obra, há

sempre, para cada caso específico, certa margem final de

opção entre os limites - máximo e mínimo - determinados

pelo cálculo, preconizados pela técnica, condicionados

pelo meio, reclamados pela função ou impostos pelo

programa, - cabendo então ao sentimento individual do

arquiteto, no que ele tem de artista, portanto, escolher na

escala dos valores contidos entre dois valores extremos, a

forma plástica apropriada a cada pormenor em função da

unidade última da obra idealizada.“

Lúcio Costa (1902-1998)

UFRJ.FAU.DE


Potencial de influência no custo final de um empreendimento

de edifício e suas fases.

Na fase de projeto, cerca de 90% do seu custo final é comprometido,

embora ainda somente uma pequena parte deste custo tenha sido

efetivamente incorrida.

UFRJ.FAU.DE


Leitura

Texto 01 REBELLO, Y.C.P. A Concepção Estrutural e a Arquitetura. São Paulo: Zigurate Editora, 2001. p.21-27. Texto 02 SCHODEK, D. L. Structures, fouth edition. New Jersey:Prentice Hall, 2001. p.1-3.

UFRJ.FAU.DE

Exercício Exercício 1. 1 Caminhe pela cidade onde você vive e tire fotos de estruturas. Monte um painel A4 com algumas destas fotos e um parágrafo descritivo dos Sistemas Estruturais encontrados .


modelagem dos sistemas estruturais€¦ · estrutura de membrana. tecido esticado bolhas de sabão...

Documents