Arcos: Conceito, Materiais e Tipos

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UNIFACS – UNIVERSIDADE SALVADOR
 CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO 
 
 
 
 
 
ALUNOS: SARAH GRIMALDI E RICARDO LUCIANO
 
 
 
 
 
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS ESTRUTURAIS 
 
 
 
 
 
SALVADOR-BA 2020
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS ESTRUTURAIS 
 
 
 
 
 
ARCOS
1. Arcos
1.1- Conceito
Matematicamente, arco é o compartimento alcançado entre dois pontos extremos de uma curva. Ou seja, a semicircunferência que cobre um vão. É utilizada em diversos modos, como portas, janelas, pontes, variados projetos arquitetônicos, entre muitas outras aplicações.
1.2- Materiais utilizados 
Seus materiais geralmente são: pedra, tijolo ou outro material de construção similar. 
1.3 Técnicas e processo construtivos
O arco funciona em compressão e transporta o peso da construção para os pilares de suporte e para os lados (impulso lateral e diagonal), e com isso ele permite a abertura de vãos maiores sem risco de colapso. Sua composição é através de blocos em cunha, que se travam em compressão e mantêm a forma em curva, quando colocados adjacentemente. O bloco que fica no vértice do arco, a maçaneta, é o último elemento a ser colocado, permitindo a estrutura esse travamento, mantendo a sua forma. Até à colocação da maçaneta, é usada uma armação provisória em madeira ou metal, o cimbre, que serve de molde, apresentando o que será a curva interior do arco, que permite que as aduelas tenham apoio até à consolidação final com a chave. Mas, caso os cálculos tenham sido mal efetuados, pode acontecer da estrutura entrar em colapso após a remoção desse suporte.
Na antiguidade, os arcos eram construídos com vários blocos, as aduelas. A aduela que fica no centro do arco é denominada de chave, tendo um formato angular proposital, proporcionando um esforço de compressão, e trazendo estabilidade à estrutura. A última peça que se colocava na construção de um arco era a chave. As aduelas eram escoradas até a estrutura estar totalmente estável para a sua colocação.
1.4 Algumas vantagens e desvantagens
Vantagens dos arcos hiperestáticos: são mais econômicos.
Desvantagens: podem sofrer alterações pois seus esforços são mais sensíveis a recalques de apoio e a variações de temperaturas.
Quando não há recalques de apoio o mais aconselhável é o arco engastado, quando há recalque o melhor para uso são arcos triarticulados ou atirantados e quando há pouco recalque o melhor é o arco biarticulado.
Vantagens do arco isostático: suportam grandes recalques de apoio.
Desvantagens do arco isostático: são mais caros.
1.5 Tipos de arcos
Arco triarticulado: Ele é determinado estaticamente, fato que o torna mais eficiente em relação a mudanças de temperatura, recalques de apoio e erros de fabricação.
arco biarticulado: ele acarreta tensões internas às estruturas submetidas a variações de temperatura e recalques elevados. Entretanto, por possuir um vínculo extra, possui uma menor deslocabilidade em relação ao arco triarticulado.
arco biengastado: objetivo de distribuir os efeitos causados pelos carregamentos atuantes em sua estrutura, possui, no plano, três vínculos em excesso (estrutura três vezes hiperestática). Sua alta rigidez implica em esforços mais elevados em decorrência de variações de temperatura e recalques.
Arco atirantado: diminui o peso da cobertura e proporciona mais praticidade e agilidade durante a sua produção e instalação. Além de possibilitarem maior rapidez na entrega do serviço, os arcos treliçados atirantados requerem menor quantidade de material e proporcionam maior facilidade de manutenção, o que gera mais economia para você.
- Isostáticos: possuem dois apoios fixos com uma articulação entre os apoios.
- Hiperestático Biengastado: com engastes nas extremidades e três vezes hiperestático.
- Hiperestático Biarticulado: com apoios fixos nas extremidades e uma vez hiperestático.
- Hiperestático Atirantado: tem um apoio fico e um móvel, ligados por um tirante e uma vez hiperestático.
- Com uma articulação: biengastado com uma articulação intermediaria.
CLASSIFICAÇÃO FORMAL:
1. ARCO ABATIDO: também chamado de arco asa de cesto, arco asa de balaio e arco sarapanel. 
2. ARCO AVIAJADO: também chamado de arco botante, arco botaréu e arco esconso; é um arco que não tem os seus extremos ou pontos de nascença sobre a mesma linha horizontal.
3. ARCO CAPAZ: é o lugar geométrico dos pontos do plano do qual, um segmento é visto sob um mesmo ângulo. 
4. ARCO GÓTICO: também chamado de Talão, pela semelhança da moldura deste nome. É um arco ogival constituído pela concordância de quatro arcos de circunferência, portanto possui quatro centros. 
5. ARCO MOURISCO: também chamado de arco árabe e arco ferradura; é o arco cuja altura é maior do que a metade do vão ou abertura. 
6. ARCO PARABÓLICO: é o arco que se parece com a parábola ou com a catenária. 
7. ARCO PLENO-CINTRO: também chamado de arco romano; é o arco em que a altura, flecha ou raio é igual a metade do vão ou diâmetro. 
8. ARCO TUDOR: também chamado de arco gótico inglês. Originou-se no reinado de Henrique VII (1485 - 1509), o primeiro rei da dinastia dos tudor. É um arco ogival constituído pela concordância de quatro arcos de circunferência: portanto possui quatro centros. 
9. ARCOS GEMINADOS: arcos reunidos dois a dois por um outro arco maior ou por coluna, tendo um capitel comum. 
10.ARCO TRILOBADO: 3 arcos compostos por circunferências secantes. 
11.ARCO FERRADURA: Composto por dois arcos de círculo. Para ver exemplo do arco, clique na figura abaixo.
	
	
	
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1.6 Componentes de um arco 
1. CHAVE: Bloco superior ou aduela de topo que “fecha” ou trava a estrutura e pode ser decorada. 
2. ADUELA: Bloco em cunha que compõe a zona curva do arco e é colocada em sentido radial com a face côncava para o interior e a convexa para o exterior.
3. EXTRADORSO: Face exterior e convexa do arco.
4. IMPOSTA: Bloco superior do pilar que separa o pé-direito do bloco de onde começa a curva, a aduela de arranque. 
5. INTRADORSO: Face interior e côncava do arco.
6. FLECHA: Dimensão que se prolonga desde a linha de arranque (delimitada imposta pela aduela de arranque) até à face interior da chave. Esta área pode ser tapada dando lugar a um tímpano.
7. LUZ: Vão, largura do arco, geralmente maior que a sua profundidade. A relação entre a flecha e a luz é geralmente traduzida numa fracção (ex: 1/2, 1/3, etc.)
8. CONTRAFORTE: Muro que suporta a impulsão do arco. Caso não exista uma parede esta impulsão pode ser recolhida por outro arco lateral e assim sucessivamente (arcada
2. Projeto X
Estação de metrô Cidade Nova / JBMC arquitetura & urbanismo
	Essa estação de metrô de superfície e a passarela de pedestres são implantadas na Av. Presidente Vargas, junto ao canal do mangue, no Rio de Janeiro. A obra gera conexões urbanas em diversas escalas na cidade:
- Integração entre as duas linhas de metrô pré-existentes (linhas 1 e 2);
- Integração entre sistema metroviário e o sistema público de ônibus;
- Possibilidade futura de conexão com a estação rodoviária existente ao norte da estação.
- Travessia da Av. Presidente Vargas, interligando a Prefeitura à estação.
2.1- Concepção estrutural 
A passarela metálica tem três pares de estruturas em arco, elas a sustentam através de tirantes. Os dois primeiros pares de arcos vencem cada um, sobre a avenida e o canal do Mangue, um vão de 90 m. O terceiro, mais ao norte, vence um vão de 40 metros sobre a via férrea. Ela é composta por três blocos: ao centro, o corpo estação; a oeste, salas técnicas que atendem a via; a leste, salas técnicas que atendem à estação.
2.2- Tecnologia, materiais e sistemas estruturais 
A forma das estruturas e seus materiais foram escolhidos com o intuito de vencer os grandes vãos, para que não interferisse no dia a dia, pois essa altura é suficiente para permitir a passagens de carros alegóricos em direção ao sambódromo. A sua passarela há várias conexões, permitindo conexões urbanas em diversas escalas na cidade: interliga as duas linhas de metrô pré-existentes (1 e 2); integra o sistema metroviário e o sistema público deônibus; e possibilita uma futura conexão com a estação rodoviária, existente ao norte da estação e a travessia da Av. Presidente Vargas, interligando a Prefeitura à estação
3. Funcionamento estrutural
A sua passarela está situada em um importante eixo viário, sujeito a possíveis mudanças morfológicas. Ela dispõe, ao longo de seus 138 metros de extensão, diversos acessos às baias de ônibus da avenida por meio de escadas e elevadores. Estes acessos foram concebidos de maneira independente da estrutura principal para que sejam relocados se necessário.
O programa abrange as áreas operacionais do metrô (bloqueios, bilheterias e supervisão) e áreas comerciais na forma de quiosques. Ela possui iluminação e ventilação natural por efeito chaminé. Seu fechamento lateral em vidro empresta transparência e leveza ao projeto, preservando o eixo de visão da Candelária e seus arcos são feitos de aço do tipo biengastado, com apoios fixos nas extremidades.
O corpo principal é composto por três níveis, dois deles acessíveis ao público (mezanino e plataforma) e o terceiro, de acesso restrito, onde passam os canais de cabos e infraestrutura da estação.
4. Estudo de caso
 Muitas coisas foram pensadas antes de começar essa obra. Algumas delas foram: minimizar os impactos no dia a dia das pessoas em período de obra, para que não houvesse tanto trânsito e mudanças de trajeto; otimizar o tempo e tamanho do canteiro de obras, as peças são usinas pré-pintadas; Altura do vão dos arcos suficientes, como foi citado anteriormente;
Os materiais mais utilizados nessa obra foram: Vidro, aço e concreto. 
Fontes
http://www.uel.br/cce/mat/geometrica/php/dg/dg_8t.php	
https://www.archdaily.com.br/br/01-10664/estacao-de-metro-cidade-nova-jbmc-arquitetura-e-urbanismo
http://www.uel.br/cce/mat/geometrica/php/pdf/dg_arcos.pdf
http://www.colegiodearquitetos.com.br/dicionario/2009/02/o-que-e-arco/
https://www.galeriadaarquitetura.com.br/projeto/jbmc_/estacao-cidade-nova-e-passarela-de-pedestres/1446
https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/20286/3/An%C3%A1liseSistemasEstruturais.pdf