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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Faculdade de Arquitetura e Urbanismo
Departamento de Estruturas
MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS – Aula 9
mboufrj.weebly.com
http://lattes.cnpq.br/4788291761473700
Disciplina:
Professora : Maria Betânia de Oliveira
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Objetivos
Entendimento dos conteúdos apresentados na aula.
Metodologia Apresentação e discussões sobre o tema da aula.
Atividade Discente Participar da aula e estudar os assuntos abordados.
Aula 9
Modelagem de Membranas (tensoestruturas) - final
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Chene Park Amphitheater, Detroit, 1990
Projeto Arquitetônico: Schervish, Vogel, Mertz
Arquitetura Têxtil: Kent Hubbell Architects
Construção: Birdair
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
The M&G Research Laboratory in Venafro, Italy, 1991
Samyn and Partners architect and engineer
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Pátio de Mesquita em Madinah (MARROQUIN, 2012)
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
The Tuwaiq Palace, Saudi Arabia Frei Otto with with Buro Happold
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Igreja Batista Central, Fortaleza
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Pavilhões da Mariana da Glória, Rio de Janeiro
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Cobertura na PUC-Rio, Gávea, Rio de Janeiro
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Cobertura do Estádio do Maracanã, Rio de Janeiro (Foto de divulgação do governo do Estado do Rio de Janeiro).
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Cobertura na Entrada do Maracanãzinho, Rio de Janeiro
CRESPO & OLIVEIRA(2013)
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
(Air inflated) (Air supported)
Estruturas pneumáticas empregadas em coberturas
As estruturas pneumáticas possuem um ou mais compartimentos pressurizados, os
quais podem fazer parte ou não do espaço útil da construção.
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Ventilador Axial
Ventilador Radial
Ventilador Tangencial
Equipamentos Empregados na Estabilização de Estruturas Pneumáticas
corrente de ar circula na direção do eixo do equipamento,
possibilitando o arranjo de sistemas em série
corrente de ar é tomada na direção do eixo do
equipamento, porém, é soprada na direção de
um ângulo reto da entrada
o eixo com hastes atua como um impulsor que gira dentro
de um cilindro. O ar entra e sai tangencialmente à área deste
cilindro. É empregado em pequenas estruturas, onde há
exigência de barulho reduzido. São convenientes na
produção de pressões negativas
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Tubo Sanfonado
Tubo de Membrana com Conexão
Reforçada
Tubo Rígido
Conexão entre o Sistema de Pressurização e a Estrutura Pneumática
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Membranas
Suportadas pelo Ar
Estruturas Pneumáticas
Membranas
Infláveis
De Superfície Tubulares Elevadas Erguidas a partir
do Nível do Piso
a ser Coberto
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Tipos de membranas infláveis tubulares
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Pavilhão da Fuji na Exposição de Osaka, Japão, 1970
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Pavilhão da Fuji na Exposição de Osaka, Japão, 1970
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Architect: Yutaka Murata
Engineer: Mamoru Kawaguchi
Pavilhão da Fuji na Exposição de Osaka, Japão, 1970
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Tipos de membranas infláveis de superfície
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Cobertura da Arena Romana de Nîmes, França
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Membrana Superior Membrana Inferior
Pressão Interna
Cobertura da Arena Romana de Nîmes, França
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Tipos de membrana suportadas pelo ar
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Membranas
Suportadas pelo Ar
Elevadas Erguidas a partir
do Nível do Piso
a ser Coberto
Tipos de Estruturas de Membrana Suportada pelo Ar
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Sistema típico de acesso à cobertura pneumática do tipo air supported ("eclusa de ar")
e do elemento de transição entre este e o interior da estrutura (ASCE 17-96)
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Porta Giratória para Saída e Entrada de Pessoas
Eclusa de Ar para circulação de veículos com
portas nas duas extremidades, as quais devem
ser abertas e fechadas, alternativamente
Esquema do funcionamento do sistema de acesso à cobertura pneumática
do tipo air supported
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Esquema típico de membrana suportada pelo ar elevada (ASCE 17-96)
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Detalhe da emenda não-desmontável da membrana suportada pelo ar
elevada (ASCE 17-96).
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Detalhe típico da emenda desmontável da membrana suportada pelo ar
elevada (ASCE 17-96).
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Host Berger, David Geiger, Walter Bird
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Pavilhão dos Estados Unidos na exposição de Osaka, Japão, 1970.
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
http://www.columbia.edu/cu/gsapp/BT/DOMES/OSAKA/int-10.jpg
Pavilhão dos Estados Unidos na exposição de Osaka, Japão, 1970.
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
http://www.columbia.edu/cu/gsapp/BT/DOMES/OSAKA/0489-21.jpg
Pavilhão dos Estados Unidos na exposição de Osaka, Japão, 1970.
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
http://www.columbia.edu/cu/gsapp/BT/DOMES/OSAKA/o-infin.html
Pavilhão dos Estados Unidos na exposição de Osaka, Japão, 1970.
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Estádio de Vancouver, Canadá, 1983
Stantec Architecture
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Minnesota Metrodome, 1982
Architects: Skidmore, Owings & Merrill / Setter, Leach & Lindstrom, Inc.
Structural engineer: Geiger Berger Associates
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Esquema típico de membrana suportada pelo ar erguida a partir do nível
do piso a ser coberto (ASCE 17-96).
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Detalhe da emenda não desmontável da membrana suportada pelo ar
erguida a partir do nível do piso a ser coberto (ASCE 17-96).
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Detalhe típico da emenda desmontável da membrana suportada pelo ar
erguida a partir do nível do piso ser coberto (ASCE 17-96).
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Detalhe típico da ancoragem da membrana no contorno da estrutura de
membrana suportada pelo ar erguida a partir do nível do piso ser coberto
(ASCE 17-96)
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Ilustração da Patente de Lanchester, 1917
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Primeira cobertura pneumática, 1946
Radome , cobertura de radar em clima ártico
Walter Bird
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Le Radôme, França, 1962 Centre National d'Etudes Telephoniques - Museum
Walter Bird
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Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Desde antiguidade Tendas
1917 Patente com detalhes importantes sobre o projeto de coberturas pneumáticas
1946 Primeira cobertura com estrutura pneumática
1971 Exposição de Osaka no Japão
1967 Frei Otto construiu o Pavilhão da Alemanha na Exposição de Montreal
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
ESTRUTURAS DE MEMBRANA CONTEMPORÂNEAS
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Cobertura Suspensa de Colônia Alemanha, 1957 Frei Otto
PAES, M.F.; CRESPO, B.H.A. Arquitetura, estruturas e arte de Frei Otto. In: XXXIV
Jornada Giulio Massarine de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural,UFRJ,
2012. /Orientadora: Maria Betânia de Oliveira/
CRESPO, B.H.A. Tensoestruturas: comportamento estrutural e
possibilidades projetuais. In: XXXV Jornada Giulio Massarine de Iniciação Científica,
Tecnológica, Artística e Cultural,UFRJ, 2013. /Orientadora: Maria Betânia de Oliveira/
Concepção de cobertura modular no Largo do
Machado, Rio de Janeiro
Beatriz Hüther Albernaz Crespo Bolsista PIBIC/UFRJ
A cobertura tem o objetivo de proporcionar ambientes de sombra e proteção contra a
chuva numa praça de convívio e lazer para todas as idades em todos os momentos do dia.
CRESPO, B.H.A. Tensoestruturas: comportamento estrutural e
possibilidades projetuais. In: XXXV Jornada Giulio Massarine de Iniciação Científica,
Tecnológica, Artística e Cultural,UFRJ, 2013. /Orientadora: Maria Betânia de Oliveira/
Concepção da cobertura de uma escola de mergulho onde as aulas
teóricas e as aulas práticas são num ambiente sobre o mar com
acesso na praia de Ipanema.
Modelagem dos Sistemas Estruturais
Exercícios de Modelagem
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Explicar o comportamento estrutural através da análise de modelos físicos
dos seguintes casos.
1. Tensoestrutura projetada por Frei Otto
2. Modelo de membrana esticada e ancorada em um cubo (“tenso cubo”)
3. Estrutura inflada do Pavilhão da Fuji na Exposição de Osaka
4. Membrana suportada pelo ar do Pavilhão dos Estados Unidos na
Exposição de Osaka
Bibliografia
REBELLO, Y.C.P. A Concepção Estrutural e a Arquitetura. Zigurate Editora, 2001.
RODRIGUES, P.F.N. Modelagem dos Sistemas Estruturais: notas de aula. DE/FAU/UFRJ,
2008.
SÁLES, J.J. et al . Sistemas Estruturais: teoria e exemplos. São Carlos: SET/EESC/USP,
2005. ISBN: 85-85205-54-7.
SALVADORI, M. Por que os edifícios ficam de pé. Ed. Martins Fontes, 2006. ISBN: 97-
88533622-97-5.
Maria Betânia de Oliveira 2014.1
Modelagem dos Sistemas Estruturais
OLIVEIRA, M.B.; BARBATO, R.L.A. Membrane Structures Design Process. In: OÑATE, E.
and KRÖPLIN, B., Eds. Textile Composites and Inflatable Structures. International Center
for Numerical Methods in Engineering, Spain, 2003. p.288-293.
OLIVEIRA, M. B.; BARBATO, R. L. A. Estudo das estruturas de membrana: uma
abordagem integrada do sistema construtivo, do processo de projetar e dos métodos de
análise. Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 22, p. 107-122, 2005.
OLIVEIRA, M. B.; BARBATO, R.L.A. A Tecnologia das estruturas de membrana. Téchne,
n.68, nov, 2002. / Periódico Indexado no Ulrich`s Periódicals Directory/