AULA 1 -estruturas exemplos edificações

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SISTEMAS ESTRUTURAIS
EXEMPLOS 
ENGA. DRA. MONICA MACHADO STUERMER
monica.stuermer@gmail.com
ESTRUTURAS DE MADEIRA 
1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MECÂNICAS DAS MADEIRAS
2. ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURAL EM MADEIRA : 
ESTRUTURA PORTANTE DE VIGA E PILAR 
COBERTURAS
TRELIÇAS E PÓRTICOS 
3. MADEIRA LAMINADA
4. DETALHES PARA PROJETO
terminal 4 aeroporto de 
Barajas, Madri
ESTRUTURAS METÁLICAS 
1. O PROCESSO DE FABRICAÇÃO E AS PROPRIEDADES 
MECÂNICAS
2. COMPONENTES E TIPOLOGIAS DE PERFIS
3. ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURAL EM AÇO
ESTRUTURA PORTANTE DE VIGA E PILAR 
COBERTURAS
TRELIÇAS E PÓRTICOS 
4. VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ESTRUTURA METÁLICA
5. DETALHES PARA PROJETO
Abu Dhabi, Gate Capital Tower
Biblioteca em Vennesla
Helen & Hard architects, 2011
Vennesla, Noruega
O espaço inclui a biblioteca, uma cafeteria, 
lugares de reunião e áreas administrativas, 
assim como conexões com uma Casa da Cultura 
existente e um centro de ensino para a 
comunidade. Tudo isto através de grandes 
“costelas” de madeira que integram na estrutura, 
a iluminação e o mobiliário, criando uma 
estrutura híbrida que faz fluir o edifício desde a 
cobertura às estantes e secretárias. 
Toda a biblioteca é composta por 27 “costelas” 
pré-fabricadas de madeira laminada, que 
configuram a geometria da cobertura, assim 
como a orientação ondulante do espaço aberto, 
com zonas de estudo privadas e encravadas ao 
longo do perímetro.
As caudas das colunas são revestidas de 
materiais absorventes e acústicos que contêm as 
condutas de ar condicionado; também 
incorporam painéis curvos de vidro que 
escondem o sistema de iluminação e integram 
os nichos de leitura e as estantes.
Metropol Parasol, Sevilha 
Jürgen Mayer-Hermann, 2012
O projeto do Metropol Parasol surgiu da 
necessidade de revitalizar a Plaza de La 
Encarnación, centro de Sevilha, Espanha. No 
seu terreno existiam um convento e um antigo 
mercado público, ambos demolidos em 1983, 
deixando assim a área abandonada. Em 2004, 
visando a remodelação e revitalização do 
local, a prefeitura da cidade realizou um 
concurso público.
A construção do Metropol Parasol iniciou-se 
em 2005 e foi concluída em 2012. O 
Metropol Parasol é popularmente conhecido 
como Las Setas de La Encarnación (“Os 
cogumelos da Encarnación”), porque a 
combinação de seus pilares com a estrutura 
da construção lembram a forma de 
cogumelos.
Com 150 m de comprimento, 75 m de largura e 28 m de altura, Metropol Parasol é a maior 
estrutura de madeira do mundo, a qual é suportado por seis colunas de concreto, nas quais 
há elevadores de acesso aos pisos superiores. Na construção foram utilizados cerca de 
3.000 m³ de madeira laminada. Metropol Parasol tem quatro pisos. 
http://www.epochtimes.com.br/metrop
ol-parasol-marco-arquitetura-moderna-
espanha/#.U-UgQvldWao
O piso subterrâneo contém o Museu 
Antiquarium, onde há vestígios 
arqueológicos romanos e árabes em 
exibição. No piso térreo há o mercado 
central. Os superiores são terraços 
panorâmicos para o centro de Sevilha. O 
projeto dobra a área inicial da Plaza de 
La Encarnación e dá a ela novos usos.
Residência Hélio Olga, São Paulo
Marcos Acayaba, 1990
Pensada para servir como protótipo de 
residências em madeira para terrenos de 
alta declividade, a Residência Hélio Olga é 
fruto da grande parceria entre o arquiteto 
Marcos Acayaba e o engenheiro Hélio Olga 
de Souza Jr, também proprietário do 
empreendimento e dono de uma empresa 
de peças pré-fabricadas em madeira. Sua 
simplicidade estética e a fácil identificação 
do seu processo de construção, requisitos 
básicos para um bom projeto a ser 
replicado, se revelam no simples arranjo 
em malha ortogonal de um mesmo 
elemento de madeira formador de um 
módulo cúbico vazado. Justapostos, os 
módulos de madeira formam toda a 
estrutura básica da residência, que ainda 
conta com as fundações em concreto e os 
travamentos e detalhes metálicos. Os 
módulos estão arranjados em, de cima 
para baixo, cinco, três, um e um módulos.
Além de ser concebida com uma estrutura que permite 
abrir mão do uso de andaimes para a sua construção, 
que seriam impensáveis em um terreno tão íngreme de 
solo irregular, sua implantação não segue a mesma 
estratégia das outras residências em seu entorno. 
Implantada perpendicularmente à rua e às curvas de 
nível para propiciar a melhor insolação na sua principal 
fachada, o projeto se aproximou das questões envolvidas 
na construção de pontes e outros elementos de grande 
envergadura estrutural que se projetam a partir de 
penhascos.
Centre Pompidou Metz
Shigeru Ban, 2010
O Centro Pompidou de Metz, na França é um 
museu de arte moderna e contemporânea. No 
entanto, além das atrações do museu, todos 
irão se surpreender com o impressionante 
design dos arquitetos, Shigeru Ban e Jean de 
Gastines.
Eles criaram uma espetacular sustentação de 
telhado de madeira laminada colada e um 
complexo intrigante de aço e concreto para 
criar galerias que proporcionam áreas de 
exposição, e lindas vistas da cidade de 
através das grandes áreas envidraçadas.
As peças de madeira foram aparafusadas 
para formar uma malha hexagonal sobre o 
qual foi instalado uma cobertura sintética para 
proporcionar uma protecção contra as 
intempéries, bem como fornecer luz. Área do 
telhado é de cerca de 8.500 m². 
A maior parte das vigas de madeira têm 
seção transversal de 14x44cm e 14 m de 
comprimento máximo. As vigas de suporte 
têm seção transversal de 18x100cm e 16 
m de comprimento máximo . A torre de 
metal mais alta chega a altura de 77m e 
sustenta o telhado . A coluna de aço é a 
âncora para os cabos de sustentação das 
membranas têxtil. A membrana é feita de 
fibra de vidro e teflon (PTFE 
politetrafluoroetileno), que reflete 85% da 
luz interna. 15% da luz que passa através 
da estrutura sai durante a noite, quando o 
edifício é iluminado a partir de dentro. 
.
Edifício Aldar, Abu Dhabi, 
MZ & Partners, 2010
A sede recém-construída das Propriedades 
Aldar, em Abu Dhabi, é o maior edifício 
circular do mundo.
Aldar tem a incrível forma de uma lente 
convexa, parecido também com uma 
moeda. A forma incomum foi conseguido 
através de uma estrutura de grade diagonal 
de aço conhecida como diagrid e o arranha-
céu foi votado como o melhor design 
futurista em Conferência realizada na 
Espanha.
O edifício tem 110,03 metros de altura, 23 
andares, e foi concluído no final de 2010. 
Tem área útil de 61.900 m², e junto com a 
sede da ALDAR Properties, também irá 
atender a outros escritórios comerciais.
O terreno, no meio do mar, exigiu 3000 m³
de areia para o aterro hidráulico. Como o 
prazo de execução do prédio, era curto, 
apenas 30 meses, a equipe de construção 
iniciou a execução das fundações antes 
mesmo dos projetos ficarem prontos. 
Um muro ao redor de todo o terreno foi 
construído para segurar a areia solta e a 
água, e então, as fundações, com cerca de 
400 pilares e com um bloco de concreto 
(plataforma flutuante), para distribuir 
igualmente o peso do Aldar HQ.
A solução da fachada foi um hexo esqueleto de aço, que transmitiria os esforços através de 
seus feixes e junções no centro. 
Durante o processo de execução da cobertura de vidros da estrutura, o teto de aço teve que 
ficar temporariamente descoberto, para possibilitar a colocação dos banheiros pré-moldados da 
obra, o que ocasionou o afundamento do aço do teto em 150 mm, e fez com que ele ficasse fora 
do formato de arco. Para solucionar o problema a equipe de construção levantou todo o teto de 
200 toneladas até 170 metros utilizando macacos hidráulicos e o encaixou na posição correta.
A estrutura do edifício consiste em duas 
partes: a primeira com sete níveis de 
estacionamento abaixo do solo, construída 
entre 1992 e 1996; e a segunda, acima do 
solo, que foi construída de 2000 a 2003. O 
sistema estrutural do subsolo consiste emuma laje plana na qual lajes protendidas
de concreto, com espessuras de 22,8 a 
28cm são interconectadas com colunas. 
Walt Disney Concert Hall L.A.
Frank Gehry, 2003
A laje do nível da rua possui mais de 1,15m de 
espessura para acomodar o peso do 
equipamento de construção e para funcionar 
como um rígido diafragma que transfere as 
cargas laterais, sísmicas e o peso de todo o 
edifício..
A estrutura acima do piso é em aço e projetada para resistir a abalos sísmicos. A estrutura de 
aço é apoiado em três dimensões, que consiste em 11 mil pedaços quase todos originais, 
projetados e montados por encomenda.
Uma característica particular dessa estrutura é o uso de espessas lajes e paredes de concreto 
para obter o isolamento sonoro desejado, além do teto com mais de 30,5cm de espessura de 
concreto armado. 
http://es.wikiarquitectura.com/index.php/Walt_Disney_Concert_Hall
Gate Capital Tower, Abu Dhabi, Emirados Árabes
RMJM Arquitetos, 2010
Deixando Pisa no passado, Gate Capital é um complexo hoteleiro e comercial. Com 160 metros 
de altura e 35 andares, a Gate Capital Tower oferece 20 mil metros quadrados de espaço para 
escritórios, além de um hotel cinco estrelas: o Hyatt Capital Gate. 
A ideia de movimento fica evidente a partir da 
inclinação da torre, que se dá a 18 graus a oeste. A 
torção contínua em toda sua forma resulta em uma 
edificação sem simetria, em que o efeito é justamente 
surpreender. Ele apresenta uma aparência diferente 
visto de cada ângulo. 
Os 35 andares da torre são distribuídos da seguinte 
forma: do segundo ao 16º são andares destinados a 
espaço para escritórios, do 18º em diante são os pisos 
reservados ao hotel Hyatt Capital Gate. O primeiro 
piso e o 17º são plant rooms, salas utilizadas para 
abrigar máquinas de grande porte, como 
equipamentos de ar condicionado.
A edificação é sustentada por um exoesqueleto de aço 
conhecido por diagrid. Utilizado na construção de 
grandes edifícios de aço, o diagrid cria estruturas 
triangulares com vigas diagonais de suporte. A 
vantagem dessa técnica é que ele requer menos aço 
estrutural do que uma edificação convencional, já que 
dispensa a necessidade de pilares e vigas internas. 
Na Capital Gate Tower, o diagrid fica 
acima de 490 estacas distribuídas 
amplamente e fincadas a 30 metros de 
profundidade para suportar a 
gravidade, o vento e as pressões 
sísmicas causadas pela inclinação do 
prédio. 
O diagrid forma o átrio cônico interno 
do edifício, proporcionando ao espaço 
interno da torre o recebimento de luz 
natural. Para o núcleo foram 
utilizados 15 mil metros de concreto 
armado com 10 mil toneladas de 
aço. Até o 12º andar, os pisos são 
empilhados verticalmente. Entre os 
níveis 12 e 29, os andares são 
escalonados entre si de 800 a 1400 
milímetros, dando origem a parte 
magra da torre. A partir do 29º piso a 
variação é de 900 a 300 milímetros em 
relação à linha da fachada.
Centro Heydar Aliyev Baku, Azerbaijão
https://www.archdaily.com.br/br/01-154169/centro-heydar-aliyev-zaha-hadid-architects
Arquitetos : Zaha Hadid
Architects
Projeto : Zaha Hadid, Patrik
Schumacher
Área : 101801.0 m2
Ano do projeto : 2013
Construtora: DiA Holding
Consultores
AKT (Structure), HB 
Engineering (Electrical), 
Werner Sobek (Façade), 
Mezzo Stüdyo (Acoustic), 
MERO (Steel Space Frame 
System) + Bilim Makina
(Installation of Space Frame 
System), entre outros
https://www.archdaily.com.br/br/office/zaha-hadid-architects
O Centro Heydar Aliyev é composto principalmente por dois sistemas: uma estrutura 
de concreto combinada com um sistema de treliças espaciais. A fim de alcançar 
grandes espaços livres de colunas que permitem que o visitante experimente a 
fluidez interior, os elementos estruturais verticais são absorvidos pelo sistema de 
envelope e pela cortina de concreto. 
A geometria da superfície particular promove soluções estruturais não 
convencionais, tais como a introdução de colunas curvas para alcançar a 
casca inversa da superfície do solo para o oeste do edifício
O revestimento é feito com concreto Reforçado com Fibra de Vidro (GFRC) e 
Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro (PRFV) .
Cidade da Música (Cidade das artes) Cristian Portzamparc, RJ, 2013 
Cidade Administrativa de Minas Gerais
Niemeyer, 2010
Estabilização de sistemas paralelos por meio do peso da cobertura
Pavilhão de Portugal
Alvaro Siza, 1998
A cobertura é uma casca de diretriz 
parabólica, com espessura de 20 cm 
em concreto armado protendido, 
sendo que o concreto é de baixa 
densidade (18 kN/m3) para diminuir o 
peso próprio, cujo total é de cerca de 
1.400 toneladas.
A casca é sustentada por cabos de aço 
tensionados, distantes entre si de 58 
cm, sendo cada cabo constituído por 
sete cordões auto-embainhados. Entre 
as estruturas de suporte de um e do 
outro lado e o início da casca, os cabos 
têm uma trajetória livre de 1,56 m. 
Pavilhão de Portugal
A estrutura está ancorada a duas estruturas paralelas, os dois grandes 
pórticos revestidos de azulejos polícromos. A imagem é a de uma folha 
de papel assente em dois tijolos. A estrutura cobre um vão de 65m de 
comprimento por 50m de largura, atingindo uma altura máxima de 13m e 
mínima de 10m.
Pavilhão de Portugal
O comportamento estrutural da casca é o de uma estrutura suspensa do tipo catenária 
(assemelhada a uma parábola por se tratar de uma curva muito tensa . O concreto da 
casca só serve para dar expressão à casca e proteger os cabos de pré-esforço.
Os impulsos dos cabos de sustentação, de magnitude apreciável, são suportados pela 
estrutura dos contrafortes que, na sua base, se ligam por escoras num funcionamento 
praticamente auto-equilibrado.