Aula 01 Estruturas na natureza (1)

Prévia do material em texto

Curso: Arquitetura
Disciplina: Sistemas Estruturais
 
Estruturas na natureza
 
Introdução
● Na natureza, todos os corpos estão sob a ação do meio 
ambiente;
> gravidade;
> temperatura;
> empuxo hidrostático;
> sismos;
> vento. 
● Concepção estrutural – depende de fatores externos
Ex: estética, custos, possibilidades construtivas, materiais, etc.
 
Definição - Estrutura
● Estrutura é o conjunto, ou um sistema, composto de 
elementos que se interagem para desempenhar uma 
função;
● Nas edificações, a estrutura é composta pelos elementos 
lajes, vigas e pilares, com a função de criar um espaço em 
que as pessoas exercerão suas diversas atividades.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
Frei Otto e seus colaboradores, no Instituto de Estruturas Leves, em 
Stuttgart, pesquisaram e desenvolveram sistemas estruturais fazendo 
analogias a elementos naturais tais como: bolhas de sabão, ossos, teias de 
aranha, entre outros.
1 – Os galhos de árvores frondosas
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
1 – Os galhos de árvores frondosas
- Apresenta uma variação nas dimensões de suas seções, 
aumentando da extremidade para o tronco;
- Todo o galho é composto pelo mesmo material, portanto 
possui mesma resistência em todas as seções;
- Tensão = Força/área
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
A cobertura projetada por Santiago Calatrava para um restaurante 
apresenta solução semelhante. Cada braço do pilar comporta-se como um 
galho de árvore. Para se obter uma solução mais econômica, em termos de 
consumo de material, fez-se a sua seção variável ao longo do comprimento.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
2 – Asa da libélula
- Conceito de estrutura como caminho de forças;
- À medida que se aproxima do tronco do inseto, a malha vai 
diminuindo a quantidade de caminhos e aumentando as suas 
espessuras.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
O sistema estrutural denominado grelha obedece o mesmo conceito. 
Projetado por Nervi para o edifício Hall of Labor é composto por barras – 
nervuras – que se cruzam e que estão apoiados em seus extremos em 
outras brarras – as vigas principais – que, por sua ve, apoiam-se sobre os 
pilares.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
3 – O galho da palmeira
- O galho da palmeira apresenta uma quantidade de material 
aproximadamente constante, da extremidade ao tronco;
- Para aumentar a resistência da seção ao giro causado pelo 
momento fletor, a natureza modificou a distribuição de material 
em relação ao centro de gravidade.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
A marquise projetada por Félix Candela faz analogia a este sistema 
estrutural.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
4 – O galho da araucária
- A araucária é uma árvore de galhos quase horizontais. Seus 
galhos não apresentam variação nas dimensões das suas 
seções e nem alteração na inércia.
- Para resistir à variação de esforços, a natureza aumentou a 
resistência do material junto ao tronco.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
Uma viga em balanço tem o aumento de sua resistência devido ao aumento 
da quantidade de armação junto à coluna.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
5 – A casa de joão-de-barro
- A casa de joão-de-barro é construída com fibras vegetais 
misturadas com barro úmido da beira de córregos. A forma final 
do ninho é uma cúpula, onde predomina o esforço de 
compressão simples;
- Como o barro é um material que resiste bem a compressão, 
seu uso torna-se adequado;
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
Exemplo dado x concepção
- Se a concepção da estrutura parte do tipo de material 
disponível no local, o sistema estrutural a ser adotado deverá 
desenvolver esforços que sejam compatíveis com ele;
- Se a concepção parte do sistema estrutural, os esforços 
deverão ser bem conhecidos e o material deverá ser escolhido 
entre os que absorvam bem esses esforços.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
Cobertura em cúpula (maior vão da época) do Panteon de 
Adriano, construída em roma por volta do ano 118 d.c. Exemplo 
de construção onde a forma é adequada ao material (mistura 
de argamassa de cal e pozolana).
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
6 – A casa do cupim
- Os cupins constroem ninhos em forma de cômoros em terra 
misturada à sua saliva;
- A parede muito resistente é executada em duas frentes de 
trabalho que no final se encontram no topo.
 
Analogias entre os sistemas estruturais da 
natureza e das edificações
As pontes em concreto protendido utilizam processo construtivo 
semelhante inventado pelo brasileiro Emílio Baumgart 
denominado processo dos balanços sucessivos. A ponte 
Eusébio Matoso em São Paulo, projetada por Enani Dias, foi 
construída pelo processo de balanços sucessivos e com 
concretagem “in loco”.
 
Estrutura como caminho de forças
- A estrutura é um conjunto de elementos, o qual torna-se o 
caminho pelo qual as forças que atuam sobre ela devem 
transitar até chegar ao seu destino final.
 
Qual a melhor solução estrutural?
 
Qual a melhor solução estrutural?
 
Conceber x Dimensionar
- Conceber uma estrutura é:
> ter consciência da possibilidade da sua existência; 
> perceber a sua relação com o espaço gerado;
> perceber o sistema ou sistemas capazes de transmitir as 
cargas ao solo;
> identificar os materiais que, de maneira mais adequada, se 
adaptam a esses sistemas.
 
Conceber x Dimensionar
- Dimensionar uma estrutura é:
> tornar a concepção tecnicamente viável; 
> calcular os esforços e especificar elementos e materiais 
adequados e resistentes;
> seguir padrões técnicos para a qualidade do produto final.
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23