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Arquitetura e Urbanismo - 2020|2 Profª Msc Rosana Prado Oliveira Guerra A redistribuição das forças 5 mecanismos para lidar com as forças atuantes AJUSTAMENTO para as forças Estr. agindo principalmente através de forma material SISTEMAS ESTRUTURAIS DE FORMA-ATIVA SEPARAÇÃO de forças Estr. agindo basicamente através de barras de compressão e de tração: SISTEMAS ESTRUTURAIS DE VETOR-ATIVO CONFINAMENTO de forças Estr. agindo basicamente através de corte transversal e continuidade de material: SISTEMAS ESTRUTURAIS DE SEÇÃO-ATIVA DISPERSÃO de forças Estr. agindo principalmente através da extensão e forma da superfície SISTEMAS ESTRUTURAIS DE SUPERFÍCIE-ATIVA ABSORÇÃO e FUNDAMENTAÇÃO de forças em Estr. agindo principalmente como transmissoras de carga vertical: SISTEMAS ESTRUTURAIS DE ALTURA-ATIVA DISTRIBUIÇÃO DE FORÇAS Arranha-céus Nova York, Estados Unidos Arranha-céu é um edifício alto continuamente habitável. hoje considera-se arranha céu os prédios com mais de 40 andares, ou com mais de 150 metros. Historicamente, o termo referiu-se primeiramente a edifícios com 10 a 20 andares construídos na década de 1880. a definição mudou com o avanço da tecnologia de construção durante o século xx. HÁ EM SOLO BRASILEIRO 34 EDIFICAÇÕES QUE PODEM SER CONSIDERADAS ARRANHA-CÉUS ENQUANTO QUE NOS EUA ESTE NÚMERO É, ATUALMENTE, 779. A COMPARAÇÃO SERVE SOMENTE PARA ILUSTRAR O DESNIVELAMENTO QUANTITATIVO NO NÚMERO DE EDIFÍCIOS EM ALTURA ERGUIDOS NESTES DOIS PAÍSES, SEM, COM ISSO, APONTAR DESPRESTÍGIO EM HAVER MENOS ARRANHA- CÉUS AQUI (GERALMENTE, O CONTRÁRIO É QUE VALE). Os dez maiores arranha-céus do Brasil são: 1.Órion Business & Health Complex - Goiânia, GO (191m) 2.Tour Genève - João Pessoa, PB (182m) 3.Millenium Palace - Balneário Camboriú, SC (177m) 4.Alameda Jardins Residence - Balneário Camboriú, SC (174m) 5.Concordia Corporate - Nova Lima, MG (172m) 6.Palácio W. Zarzur - São Paulo, SP (170m) 7.Império das Ondas - Balneário Camboriú, SC (165m) 8.Edifício Itália - São Paulo, SP (165m) 9.Rio Sul Center - Rio de Janeiro, RJ (163m) 10.Edifício Altino Arantes - São Paulo, SP (161m) https://www.archdaily.com.br/br/910871/quais-sao-e-onde-estao-os-maiores-arranha-ceus-do-brasil Órion Business & Health Complex - Goiânia, GO Tour Genève - João Pessoa, PB Império das Ondas - Balneário Camboriú, SC Em Balneário Camboriú, talvez de forma mais visível que em qualquer outra cidade brasileira, o capital tem falado mais alto, asfixiando qualquer noção de preservação ambiental, preocupação social ou bem estar urbano. Vice na lista das cidades com mais arranha-céus no Brasil, em poucos anos assumirá a liderança - lugar do qual não deveria se orgulhar, mas que, sem dúvida, reforça o vil apelido que já carrega: a Dubai brasileira. https://www.archdaily.com.br/br/tag/balneario-camboriu https://ocp.news/entretenimento/dubai-brasileira-balneario-camboriu-vira-materia-no-fantastico?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com.br A grande concentração destas estruturas na cidade e as consequências deste adensamento - apenas na orla - vem, desde o início dos anos 2000, causando problemas aos moradores e turistas. Além de colocarem à prova a capacidade das redes de abastecimento, esgoto e viária todos os anos (Balneário Camboriú já registrou população superior aos 2 milhões de habitantes no verão), a presença destes grandes edifícios na orla ocasiona a canalização dos ventos e o sombreamento da areia da praia - desservindo o bem natural que, originalmente, atraiu as pessoas para a região. http://www.vivabalneario.com.br/balneario-camboriu/?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com.br https://www.archdaily.com.br/br/779537/um-lugar-ao-sol-em-balneario-camboriu-a-cidade-na-corrida-pelos-maiores-arranha-ceus-do-brasil?ad_medium=gallery • • • SÓLIDOS RÍGIDOS SENTIDO VERTICAL ASSEGURADOS CONTRA ESFORÇOS LATERAIS ANCORADOS AO SOLO PODEM ABSORVER CARGAS A GRANDE ALTURA ACIMA DO SOLO, E TRANSMITI-LAS ÀS FUNDAÇÕES: • CONTINUIDADE TRANSMISSÃO VERTICAL DAS CARGAS BARRAS VERTICAIS CONTÍNUAS • • • Torção Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 CHING, Francis D. K. et al. Sistemas estruturais ilustrados. Porto Alegre, editora Bookman, 2010. p. 262. A força do vento é a que mais influencia o projeto de estruturas de altura ativa, salvo em lugares de alto abalo sísmico. Ao considerarmos um edifício homogêneo, podemos considerar que as cargas do vento que agem perpendicularmente à superfície vertical do mesmo, aumentam de magnitude à medida que se afastam do solo. As forças do vento num edifício alto têm três modos principais de ação: Empuxo, empuxo transversal e torção. É indispensável aos responsáveis pelo projeto da edificação a elaboração de um estudo aerodinâmico do mesmo. “Qualquer carga lateral aplicada a uma distância acima da média gera um momento de tombamento na base da estrutura. Por questões de equilíbrio, esse momento de tombamento deve ser compensado por um momento externo contrário e por um momento de resistência interna produzido pelas forças desenvolvidas nos pilares e nas paredes de cisalhamento.” Nos prédios altos a estrutura deverá contemplar sistemas que conferem rigidez ao edifício. Dessa forma, quando submetido ao impacto dos ventos em suas fachadas, mantém suas deformações dentro dos valores especificados pela NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto Armado. Outra norma importante nessa análise é a NBR 6123 – Forças devidas ao vento em edificações. Os arranha-céus caracterizam-se pelos sistemas particulares de agrupamento de cargas, transmissão destas e estabilização lateral. Devido a sua extensão em altura e, por consequência, sua múltipla susceptibilidade à carga horizontal, a estabilização lateral é um componente essencial no projeto de sistemas estruturais de altura- altiva. a partir de uma certa altura acima do solo, a redistribuição das forças horizontais pode tornar-se o fator determinante da forma do projeto. ELEMENTOS ESTRUTURAIS PARA REFORÇOS CONTRA O VENTO ELEMENTOS ESTRUTURAIS PARA REFORÇOS CONTRA O VENTO Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Já somos familiarizados com as torres em tubos, faróis, torres, torres de campanário, de castelos, torres de chaminés, torres de relógio... Essa é a estrutura mais comum nas primeiras torres construídas. Toda torre, considerando o efeito dos ventos, ou seja, as cargas transversais ao maior eixo do sistema, será sempre uma viga em balanço engastada na base, e desse modo sujeita a flexão. Além disso, as torres podem ser assemelhadas a barras muito longas, portanto muito esbeltas, sem travamento em uma das extremidades e submetidas à compressão. Para melhorar a capacidade de uma barra à flambagem é de capital importância a forma da sua seção.Chaminé construída em 1923, remanescente da Indústrias de Seda Nacional • Semelhante ao que ocorre no caso dos tubos, as paredes também podem tornar-se pseudoparedes, o seja, paredes formadas por viga e pilar. O uso do pórtico pode resultar numa fundação menos solicitada do que no caso das paredes, pois os nós de apoio dos pórticos podem ser articulados, não transmitindo momento fletor a fundação. O peso-próprio da estrutura também é muito menor. Para garantir adequada rigidez dos nós de apoio dos pórticos é importante a posição do pilar. Pilares retangulares deverão ter sempre seu lado maior contido no plano do pórtico. • O efeito da força de flexão causada pelo vento nas torres provoca a tendência de transformação dos retângulos formados pelas vigas e pilares em losango. Uma maneira alternativa ao pórtico de impedir este movimento, é a colocação de uma barra na direção diagonal, formando assim dois triângulos, figuras mais estávelque os quadriláteros. Ao contrário dos pórticos, esta solução não necessita de nós rígidos. SISTEMAS DE ALTURA ATIVA ARRANHA-CÉUS MODULAR VÃO LIVRE EM BALANÇO TIPO PONTE Arranha-céus em MALHA | Arranha-céus de VÃO LIVRE | Arranha- céus em BALANÇO | Arranha-céus em PONTE Os arranha-céus podem ser distinguidos pelos diferentes sistemas de captação de carga em planta. nos sistemas modulares, os pontos de união são distribuídos uniformemente em todo o plano do pavimento; nos sistemas de vão livre, são dispostos perifericamente, nos sistemas em balanço, a zona de absorção ou agrupamento de carga situa-se no centro, e nos sistemas em ponte os pontos de absorção são direcionados a uma estrutura separada sobreposta. Transmissão de carga vertical em sistemas modulares quadrados Formas de transmissão da carga modular Nuclear/ Em balanço Vão livre Formas de transmissão da carga Sistema envolvente com apoio central Sistema de núcleo portante ampliado Sistema de vão livre e balanço Sistema portante assimétrico Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Exemplos de distribuição de esforços em malhas derivadas de planta quadrada Exemplos de distribuição de esforços em malhas derivadas de planta circular Formas típicas de torres desenvolvidas a partir de planta retangular Formas típicas de torres desenvolvidas a partir de planta curva Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Transição escalonada de plantas assimétricas A sucessão de pavimentos idênticos sobrepostos, e portanto a repetição em altura, é uma característica dos sistemas estruturais de altura ativa, Eles são caracterizados pela transmissão direta de cargas gravitacionais; Porém, até sob a condição de uma transmissão simples de carga múltiplas possibilidades de diferenciação de alturas são permitidas através da alteração da configuração da planta de pavimento, principalmente aumentando-se o afastamento da planta em direção ascendente; viga HEARST TOWER: O PRIMEIRO ARRANHA-CÉUS "VERDE" DE NEW YORK Todo o miolo do edifício Art Deco foi demolido, restando apenas as paredes das fachadas externas, que passaram a servir de vedação para o grande lobby do novo prédio. O edifício antigo foi ligado ao novo por painéis de vidro que inundam de luz natural os espaços internos, gerando uma leveza visual e a impressão de que o arranha-céus flutua. Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 As peças diagonais, vistas das fachadas, não exercem apenas função decorativa ou de vedação: são elas mesmas que compõem o sistema estrutural. Os cantos resultantes dos encontro das diagonais foram cortados, de forma semelhante ao corte de um diamante, enfatizando as proporções verticais e criando uma silhueta ímpar que, por ser tão diferente, se destaca na skyline da ilha. A Hearst Tower definitivamente não é um arranha-céus convencional. Sua estrutura é composta por um sistema denominado diagrid, palavra da língua inglesa composta pela junção de duas outras: grade e diagonal. Esse sistema estrutural é uma malha diagonal de alta eficiência em termos de peso, pois necessita de aproximadamente 20% menos de aço do que uma armação estrutural convencional. Tal permitiu uma economia de aproximadamente 2000 toneladas do material. Aldar HQ Localizado na entrada da capital Abu Dhabi, é o primeiro arranha-céu com formato de círculo do planeta. Criado para satisfazer a carência de escritórios de alto padrão, para as multinacionais instaladas no país, o HQ vem para ser um dos maiores centros empresariais do mundo e tem, no total, mais de 49 mil m². Cada um dos 23 andares tem entre 1700 e 2700 m², além de grandes áreas livres, deixando o espaço ideal para as bases das empresas. Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Eleva-se a cerca de cento e quarenta e dois metros de altura. Na sua construção foram utilizados diversos materiais. Até ao piso 26, em que o edifício apresenta a forma de um cilindro, é essencialmente constituído por concreto e vidro. A partir do vigésimo sexto andar até à cúpula foram utilizados aço e vidro. A superfície do edifício é constituída por placas de alumínio coloridas. • THE GHERKIN NORMAN FOSTER LONDRES • http://www.archdaily.com/tag/the-gherkin/ http://www.archdaily.com.br/br/tag/norman-foster/ http://www.archdaily.com.br/br/tag/londres O Edifício da companhia de seguros Swiss Re (30 St Mary Axe) é o primeiro arranha-céu sustentável de Londres. Situado no coração da cidade, a sua forma peculiar é facilmente reconhecível no horizonte da capital inglesa, e já é considerado como referência do principal centro financeiro da Europa. A sua forma aerodinâmica maximiza a quantidade de luz e ventilação natural e portanto diminui significativamente o consumo de energia do edifício. O ar fresco é trazido através das condutas espirais que ventilam naturalmente o interior dos escritórios minimizando, desta forma, o aquecimento e arrefecimento artificial. As condutas de luz e a forma arquitetônica do edifício maximizam a luz natural do dia, moderam o uso de luz artificial e permitem vistas incríveis. Torres Al Bahar. Os dois arranha-céus de 29 andares, sede do Conselho de Investimentos de Abu Dhabi e do Banco Al Hilal, possuem uma fachada externa composta por 2.000 elementos em formato de favo de mel, sendo a maior fachada computadorizada do mundo Torres Al Bahar - dos arquitetos de Aedas: compostas por uma fachada que responde a estímulos climáticos levando como inspiração cultural a "mashrabiya", um dispositivo tradicional islâmico de sombreamento em rede. Cada triângulo é revestido com fibra de vidro e programado para responder ao movimento do sol, como uma maneira de reduzir os raios solares e o brilho. À noite, todas as telas se fecham. Composto por nove seções pentagonais que completam 90° de rotação, edifício "Turning Torso" de Satiago Calatrava foi considerado o primeiro arranha-céu torcido do mundo quando foi concluído em 2005. Torre mais alta da Escandinávia, o edifício de 190 metros de altura, localizado em Malmö, Suécia. http://www.archdaily.com.br/br/tag/santiago-calatrava Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Torres Porta da Europa ou Torres Kio - Madrid ARQUITETO: JOHN BURGEE, PHILIP JOHNSON, ANO:1989-1996 LOCALIZAÇÃO: MADRID, ESPANHA inclinação de 15 ° Torres KIO (como eles também são conhecidos por terem sido encomendado pelo Kuwait Investments Office) foram os primeiros arranha- céus inclinados (propositalmente) no mundo. As torres de escritórios chegam a 115 metros de altura cada uma. Elas têm 27 andares, cuja área é de 1.170 m² cada um. Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Eles foram projetados com a ideia de quebrar o conceito de design linear. “Temos que acabar com o ângulo certo, se não quiser morrer de tédio. O arranha- céu é longo, podemos esquecê-lo...” A caixa dos elevadores teve de ser dividida em duas partes: uma sobe para o 13º andar e de lá você mudar para outro elevador até o 27º andar. A solução estrutural à inclinação espectacular é conseguida através de aço estrutural, ligado a um núcleo rígido de um alojamento da caixa prismática concreto das escadas e elevadores. Para contrariar o empuxo de chão inclinado para o lado, um contrapeso subterrânealocalizado no lado oposto (os contrapesos são os cubos de concreto de 60 x 10 x 10 m). Ao mesmo tempo, optamos por elementos triangulares que dão rigidez e evitar estrutura deformação, portanto, as lâminas gigantes nas paredes laterais e os dois triângulos que dividem as principais fachadas. A torre MahaNakhon de Banguecoque tem 314 metros de altura e está localizado na área financeira da capital tailandesa, sendo o edifício mais alto do país. http://www.maha-nakhon.com/whaton.php MahaNakhon http://www.maha-nakhon.com/whaton.php ESTRUTURA https://www.archdaily.com.br/br/tag/estrutura ESTRUTURA https://www.archdaily.com.br/br/tag/estrutura Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 SKIDMORE, OWINGS & MERRILL LLP http://www.archdaily.com.br/br/tag/skidmore-owings-merrill Como o One WTC buscou a certificação LEED Platinum – a mais exigente da construção sustentável -, o concreto precisou cumprir requisitos ambientais rígidos. Entre eles, menor produção de dióxido de carbono. Assim, o material usado na estrutura do edifício exigiu a aplicação de 40% menos cimento para economizar cerca de 33.000 t de dióxido. Da mesma forma, precisou cumprir as normativas norte- americanas no que se refere à resistência ao fogo e aos desempenhos térmico e acústico. “O One World Trade Center lança o concreto em uma nova era”, diz Robert A. Ledwith, presidente da Concrete Alliance Inc.. O projeto arquitetônico e o projeto estrutural são de responsabilidade das companhias Skidmore, Owings & Merrill e WSP Cantor Seinuk, respectivamente. “As lições do passado nos fizeram caminhar ao encontro de um superconcreto que pudesse oferecer o máximo de segurança a essa construção”, afirma o projetista Ahmad Rahimian, da WSP Cantor Seinuk. Ao contrário das Torres Gêmeas, que predominantemente eram sustentadas por estruturas metálicas, e por isso não resistiram às altas temperaturas do incêndio causado pelo impacto dos aviões contra os edifícios, o One WTC consumiu apenas 27 mil toneladas de aço. Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Na Willis Tower em Chicago o topo é de fato mais alto do que o topo do 1WTC, mas o projeto recua de forma assimétrica ao invés de regredir gradualmente. Com a forma retilínea da edificação lida claramente do exterior, a antena da Willis Tower adiciona pouco à elegância do projeto geral, e portanto não é incluída como parte da altura do edifício. http://www.archdaily.com/62410/ad-classics-willis-tower-sears-tower-skidmore-owings-merrill/ http://www.archdaily.com.br/br/tag/chicago Marina bay, Cingapura – estrutura em balanço Concebido pelo escritório japonês Nikken Sekkei em parceria com a Ithra Dubai, o mais novo projeto de arranha-céu para Dubai é composto por duas torres de uso misto conectadas através de uma enorme passarela a algumas dezenas de metros acima do solo. Atualmente em fase de construção, a One Za'abeel Tower deverá ser inaugurada já em 2021. https://www.archdaily.com.br/br/tag/nikken-sekkei https://ithradubai.com/?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com.br One Central Park ofereceu a Nouvel e Blanc um projeto de uma escala totalmente nova. Aqui foi construída uma experiência integrada para viver em harmonia com o mundo natural. Batizado de “One Central Park”, o arranha-céu residencial projetado pelo arquiteto francês Jean Nouvel abriga o maior jardim vertical do mundo. Em construção na cidade australiana de Sydney, o edifício de 166 metros de altura terá cerca de 50% de sua fachada recoberta por árvores de pequeno porte, arbustos e plantas florais. http://www.jeannouvel.com/ O Oiio Studio, gerenciado pelo arquiteto grego Ioannis Oikonomou, projetou um arranha-céu em forma de “U” chamado Big Bend que, se medido de ponta a ponta, teria 1.200 metros de comprimento. http://www.oiiostudio.com/ Conhecido como Burj Dubai, é um arranha-céu localizado em Dubai, nos Emirados Árabes Unidos, com 828 metros de altura e 160 andares. https://pt.wikipedia.org/wiki/Arranha-c%C3%A9u https://pt.wikipedia.org/wiki/Dubai https://pt.wikipedia.org/wiki/Emirados_%C3%81rabes_Unidos Shanghai Tower é o maior edifício da China, segundo o The Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH). Com 632 metros de altura. https://www.archdaily.com.br/br/tag/china http://www.archdaily.com.br/br/tag/council-on-tall-buildings-and-urban-habitat A Shanghai Tower representa um novo tipo de arranha-céu. sua forma espiralada simboliza a emergência da china, mas também representa 24% de redução nos esforços causados pelo vento, se comparado com edifícios retangulares. https://www.archdaily.com.br/br/tag/china Dubai Creek Harbour Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 EXEMPLOS NEGATIVOS DE ARRANHA CÉUS Edifício Ponte City, Manfred Hermer (inaugurado em 1975) O edifício cilíndrico possui 55 andares de unidades residenciais com espaço de comércio na base, todos construídos em torno de um grande pátio central. Quando o bairro sofreu um aumento da criminalidade nos anos 80 e 90 e os moradores originais se mudaram, transformando Ponte City em uma "favela vertical", e seu pátio em um grande reservatório de lixo que chegou a uma altura equivalente a cinco andares. http://www.archdaily.com/493877/inside-johannesburg-s-infamous-ponte-city-tower 20 Fenchurch Street, Rafael Viñoly A fachada de vidro ligeiramente curvada do edifício reflete a luz em feixes concentrados tão fortes que chegam a derreter carros e iniciar incêndios. Depois de ter causado estragos na cidade, a edificação está agora parcialmente coberta com um tecido protetor para evitar que a luz solar seja refletida a partir do vidro, mas ainda está sendo acusada de direcionar poderosas rajadas de vento para baixo, em direção ao nível da rua. http://www.archdaily.com.br/br/01-138854/reflexo-do-walkie-talkie-faz-carros-derreterem Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 Morfologia e Análise das Estruturas Curso de Arquitetura e Urbanismo 2017 | 2 • HTTPS://CAOSPLANEJADO.COM/ENTRE-MANHATTAN-E-GOTHAM-AMOR-E-ODIO- PELO-ARRANHA-CEU/ • HTTPS://WWW.ARCHDAILY.COM.BR/BR/910871/QUAIS-SAO-E-ONDE-ESTAO-OS- MAIORES-ARRANHA-CEUS-DO-BRASIL • HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=PO2QYVB4HTQ • HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=PUTQWXUAAZI&FEATURE=EMB_LOGO https://caosplanejado.com/entre-manhattan-e-gotham-amor-e-odio-pelo-arranha-ceu/ https://www.archdaily.com.br/br/910871/quais-sao-e-onde-estao-os-maiores-arranha-ceus-do-brasil https://www.youtube.com/watch?v=po2qYVb4htQ https://www.youtube.com/watch?v=PuTqWxuAazI&feature=emb_logo
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