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Processo iterativo de design paramétrico e projeto estrutural

aplicado ao desenvolvimento de torre eólica

Marina Ferreira Borges

Ricardo Hallal Fakury

Afonso Henrique Mascarenhas de Araújo

Modelos Digitais

Tecnologia CAD - desenvolvimento de técnicas de representação 2D e 3D em

ambiente digital

Geração

da forma

Avaliação

Otimização/

Desempenho

modelo CAD

Tecnologia BIM - acréscimo de informações aos modelos através de relações

paramétricas

Geração

da forma

Avaliação

Otimização/

Desempenho

modelo BIM

Modelos Digitais

modelo performativo

Modelo performativo - A forma gerada baseada em algum critério de desempenho,

como por exemplo critério estrutural, conforto ambiental, otimização de custos, etc.

Otimização/

Desempenho

Geração

da forma

Avaliação

Modelos Digitais

Modelo performativo para projeto estrutural

Novo Estruturalismo - Oxman e Oxman (2010)

• Abordagem contemporânea para o desenvolvimento do projeto de estruturas

• Desenvolvimento de estruturas complexas só é possível com a reversão no modo

de pensar o processo de geração da forma

• Participação do engenheiro estrutural deixa de ser somente na fase de avaliação e

aparece desde a concepção do projeto

Concepção do projeto

Material

Forma

Desempenho

Engenheiro/Arquiteto

Arquiteto/Engenheiro

Modelagem

paramétrica

Interoperabilidade

Análise pelo MEF

Arquiteto/Engenheiro

Concepção do projeto

Arquiteto/Engenheiro

Projeto concebido através de modelo performativo

Cobertura de vidro do British Museum – Londres - Foster + Partners

Fórmula para concepção da superfície

Projeto concebido através de modelo performativo

Simulações computacionais de subdivisão da cobertura

Projeto concebido através de modelo performativo

Experimentação do modelo – torre de energia eólica:

1. Definições geométricas:

2. Definições de forças:

• Peso próprio da estrutura

• Forças devido ao equipamento

• Forças de vento

• Tensões atuantes e os estados de deslocamentos máximos

Experimentação do modelo – torre de energia eólica:

Critério de proporção: razão áurea

Experimentação do modelo – torre de energia eólica:

3. Estética:

Referência de superfície: hiperbolóide de uma folha

Experimentação do modelo – torre de energia eólica:

3. Estética:

Torre Shabolovka Torre de Kobe Torre de Canton

País: Rússia

Ano de construção: 1920

Altura: 160 metros

País: Japão

Ano de construção: 1963

Altura: 108 metros

País: China

Ano de construção: 2009

Altura: 488 metros

Técnicas

Modelagem paramétrica – 1ªetapa

Ferramentas digitais: Rhinoceros + Grasshoper

Modelagem paramétrica – 2ª etapa

Ferramentas digitais: Rhinoceros + Grasshoper

Técnicas

Análise por Elementos Finitos

Análise estrutural

• Modelos serão analisados pelo MEF sob o critério de Von Mises

• O aço estrutural :VMB-350

• resistência ao escoamento de 350 Mpa

• resistência à ruptura de 485 MPa

Análise estrutural – aplicação de cargas

Análise por Elementos Finitos

Ferramentas digitais: Rhinoceros + Scan&Solve

Análise estrutural – análise pelo critério de Von Mises

Ferramentas digitais: Rhinoceros + Scan&Solve

Análise por Elementos Finitos

Análise estrutural – análise dos deslocamentos

Análise por Elementos Finitos

Resultados e Discussões

• O Modelo Performativo propicia o desenvolvimento de projetos colaborativos entre

arquitetos e engenheiros, tendo as ferramentas digitais como intermediárias do processo.

• Participação do engenheiro estrutural desde a concepção da forma

• Colaborativo, interdisciplinar, multiprocessual e complexo

• Mudança de filosofia projetual: a forma é o resultado de um conceito e não de um

desenho determinístico

Obrigada!

marinafborges@gmail.com

fakury@dees.ufmg.br

afonso.araujo@vallourec.com