Embed Size (px)
DESCRIPTION
Construção de edifícios cada vez mais altos - Historia
Citation preview
FABRICIO HENRIQUE VIEIRA GUIMARÃESFREDERICO MENDONÇA CUNHA FERREIRA
RICHARD VIEIRA DE SOUZA JUNIORPAULO VITOR VIEIRA DE SOUZA
PRINCIPAIS FATORES QUE POSSIBILITARAM O AVANÇO DAS CONSTRUÇÕES DE EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS
ANDARES
Trabalho acadêmico apresentado ao professor Mario Cesar na disciplina de Metodologia de Pesquisa da Universidade Estadual de Goiás Unidade Universitária de Ciências Exatas e da Terra para a obtenção da nota parcial da 2ª Verificação de Aprendizagem.Orientador: Mario Cesar Gomes de Castro
Anápolis - GO
2009FABRICIO HENRIQUE VIEIRA GUIMARÃES
FREDERICO MENDONÇA CUNHA FERREIRARICHARD VIEIRA DE SOUZA JUNIOR
PAULO VITOR VIEIRA DE SOUZA
PRINCIPAIS FATORES QUE POSSIBILITARAM O AVANÇO DAS CONSTRUÇÕES DE EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS
ANDARES
Trabalho acadêmico apresentado ao professor Mario Cesar na disciplina de Metodologia de Pesquisa da Universidade Estadual de Goiás Unidade Universitária de Ciências Exatas e da Terra para a obtenção da nota parcial da 2ª Verificação de Aprendizagem.
Aprovada em ___/___/______
BANCA EXAMINADORA
________________________________________Profº Mario Cesar Gomes de Castro (Orientador)
Universidade Estadual de Goiás
Anápolis - GO2009
Aos nossos pais,
DEDICAMOS.
AGRADECIMENTOS
A realização deste trabalho só foi possível graças à colaboração de muitas
pessoas. Manifestamos nossa eterna gratidão a todas elas!
À UnUCET da Universidade Estadual de Goiás, pela oportunidade de
realização do curso de Engenharia Civil.
Ao professor Mário Cesar pela orientação e valiosos ensinamentos.
FABRICIO HENRIQUE VIEIRA GUIMARÃESFREDERICO MENDONÇA CUNHA FERREIRA
RICHARD VIEIRA DE SOUZA JUNIORPAULO VITOR VIEIRA DE SOUZA
PRINCIPAIS FATORES QUE POSSIBILITARAM O AVANÇO DAS CONSTRUÇÕES DE EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS
ANDARES
RESUMO
Pesquisa na área da engenharia civil a fim de apresentar os fatores que
possibilitaram a construção de edifícios cada vez mais altos, a partir do século XIX.
Identificando o amplo desenvolvimento em fundações e em estruturas nos edifícios
de múltiplos andares, como a utilização de aço e ferro nesses e um outro grande
fator: o surgimento dos elevadores. Foi feita uma pesquisa cientifica, um estudo
muito tecnológico. Buscaram-se fatores que se enquadram no “tripé” da engenharia:
eficientes, resistentes e econômicos. Na área de estruturas encontraram-se as, a
mais usada, de pórtico rígido com contraventamentos, as shear walls e as tubulares,
havendo outras estruturas, porém essas outras são fundições das três
apresentadas. Não podendo se esquecer da cronologia, pequenos fatos que
aconteceram durante cerca de um século que permitiram avanços na altitude desses
edifícios.
PALAVRAS-CHAVE: Edifícios, construção, tecnologia.
FABRICIO HENRIQUE VIEIRA GUIMARÃESFREDERICO MENDONÇA CUNHA FERREIRA
RICHARD VIEIRA DE SOUZA JUNIORPAULO VITOR VIEIRA DE SOUZA
MAIN FACTORS THAT CAUSE PROGRESS OF CONSTRUC-TION OF BUILDINGS FOR MULTIPLE FLOORS
ABSTRACT
Research in the area of civil engineering in order to present the factors that enabled
the construction of buildings higher and higher, from the nineteenth century.
Identifying the broad development of foundations and structures in buildings with
multiple floors, the use of steel and iron in these and another big factor: the rise of
the elevators. A search of scientific, technological study much. We sought factors
that fall within the "tripod" of engineering: efficient, durable and economical. In the
structures we found them, the most widely used, with gantry drive beat, the shear
walls and tubular, with other structures, but these other foundries are the three
presented. Unable to forget the chronology, small events that happened for about a
century that led to advances in altitude of these buildings.
KEYWORDS: Buildings, construction, technology.
LISTA DE IMAGENS
Imagem 1...............................................................................................................12
Imagem 2...............................................................................................................13
Imagem 3...............................................................................................................13
Imagem 4...............................................................................................................15
Imagem 5...............................................................................................................15
Imagem 6...............................................................................................................16
Imagem 7...............................................................................................................23
Imagem 8...............................................................................................................24
Imagem 9...............................................................................................................24
Imagem 10.............................................................................................................24
Imagem 11.............................................................................................................25
Imagem 12.............................................................................................................26
Imagem 13.............................................................................................................27
LISTA DE QUADROS
Quadro 1....................................................................................................................20
Quadro 2....................................................................................................................20
Quadro 3....................................................................................................................20
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..............................................................................10
2 CRONOLOGIA DOS PRIMEIROS DESAFIOS PARA CONSTRUÇÃO
DE EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS ANDARES...................................12
2.1 Gravidade...................................................................................................12
2.2 Locomoção vertical dentro do edifício....................................................12
2.3 Segurança dos residentes do edifício.....................................................13
2.4 Vibrações e ações do vento no edifício..................................................13
3 TECNOLOGIAS DESENVOLVIDAS PARA CONSTRUÇÃO DE
EDIFÍCIOS COM MÚLTIPLOS ANDARES.....................................15
3.1 Fundações.................................................................................................15
3.2 Desenvolvimento do ferro e aço..............................................................16
3.3 Histórico da estrutura metálicas na construção civil............................20
3.4 Estruturas..................................................................................................22
3.4.1 Desenvolvimento das estruturas..............................................................22
3.4.2 Tipos de estruturas...................................................................................22
3.5 Elevadores.................................................................................................25
3.5.1 Breve histórico de elevadores..................................................................25
3.5.2 Utilização na construção de edifícios.......................................................26
4. CONCLUSÃO..............................................................................28
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................29
11
1 INTRODUÇÃO
O projeto de pesquisa tem como tema “As técnicas que possibilitaram o
avanço das construções de Edifícios de múltiplos andares” e vem através deste
buscar encontrar, apresentar e discutir tais técnicas de forma clara e objetiva a fim
de solucionar o problema apresentado: “A partir do século XIX, quais as técnicas
possibilitaram a construção de edifícios cada vez mais altos?”.
A resposta para o problema não é apenas uma, mas sim várias, entre as
quais podemos listar algumas: utilização do aço e ferro no desenvolvimento das
fundações e estruturas, formato dos edifícios e desenvolvimento do maquinário
usado na construção civil. Buscaremos apresentar e desenvolver tais idéias de
forma que o que for dito seja compreendido de forma sucinta.
Será apresentada uma cronologia do século XIX até tempos atuais sobre os
edifícios. Será apresentado o estudo das novas técnicas aplicadas para edifícios na
área de fundações, estruturas, entre outras e como essas são aplicadas e por último
os equipamentos desenvolvidos para a aplicação dessas técnicas. E um grande
fator é o surgimento do elevador, o que seria de uma pessoa morar no décimo andar
de um edifício?
Após a desenvoltura do problema e suas respostas, será apresentado o
porquê de se buscar avançar essas técnicas, o porquê de se construir edifícios cada
vez mais altos, isso sendo a justificativa para o tema e o problema apresentado,
como o caso de falta de espaço nos grandes centros urbanos.
Diante do que foi apresentado não poderemos de fazer os prós e contras em
relação aos edifícios, ao que o avanço de tais técnicas vem proporcionando os
fatores positivos e negativos de se ter edifícios cada vez mais alto.
Enfim, será apresentada a conclusão do projeto mediante ao que será
apresentado, deixando claro que o que for apresentado neste projeto terá uma
metodologia cientifica.
Escolhemos tal assunto porque acreditamos que ele servirá de base a nós,
iniciantes engenheiros, no que diz respeito à construção vertical. Cremos ser
importante aprender sobre isto, porque temos visto que o espaço nas cidades tem
diminuído gradativamente e com isso surge à necessidade de um crescimento
12
vertical, ou seja, na construção de prédios, e quanto mais andares tiverem os
mesmos, maior o aproveitamento de uma determinada área. Sabemos, contudo, que
para se construir edifícios com vários andares precisaram-se desenvolver alguns
importantes fatores, fatores estes que serão apresentados por nós em tal pesquisa.
Buscamos com esse projeto, tendo em vista o objetivo geral, identificar quais
foram as principais técnicas aplicadas na construção de edifícios a partir do início do
séc.XIX. Visando a partir daí estudar quais os fatores que possibilitaram a
construção dos primeiros edifícios. Apresentar alguns novos fatores aplicados para
edifícios na área de fundação, estrutura entre outras. Procuramos também descrever
quais são os fatores que possibilitaram a construção de edifícios muito altos.
O projeto foi desenvolvido no método cientifico dedutivo, o que é falado pode
ser levado e usado em outros casos já conhecidos não citados no mesmo,
direcionado a estudantes do curso de engenharia civil da Universidade Estadual de
Goiás a fim de levar um amplo conhecimento na área de edifícios de múltiplos
andares.
13
2. CRONOLOGIA DOS PRIMEIROS DESAFIOS PARA CONSTRUÇÃO
DE EDIFÍCIOS DE MÚLTIPLOS ANDARES
2.1 Gravidade
Apenas a partir de 1800 surgiram as primeiras tecnologias que propiciaram a
construção de edifícios cada vez mais altos.
A primeira grande questão em relação à construção de edifícios mais altos é a
gravidade. É devido a ela que se notou a dificuldade de sustentação na base quando
se constrói edifícios com tijolos e argamassa,
impossibilitando o crescimento vertical devido a área
da base ser cada vez maior quando relacionada a
alturas maiores.
O primeiro fator que foi precursor para o
crescimento vertical é o aço, com ele vigas finas e
leves foram fabricadas, tornando a construção mais
viável. Arranha-céus têm como suporte seu
“esqueleto” de aço.
Com o advento do aço foi construído por
William Lê Baron Jenney, em 1885, o Edifício Home
Insurance, que é tido como o primeiro arranha-céu
construído, mostrado na Imagem 1. Willian fez uso do
aço para suportar as paredes externas e lajes internas.
2.2 Locomoção vertical dentro do edifício
Com o aço propiciando edifícios cada vez mais altos, as escadas se tornaram
inviáveis e pensando em alguma maneira de tornar a locomoção vertical dos
usuários do edifício mais eficiente surge então o elevador. O primeiro elevador de
passageiros foi instalado na loja de departamentos Haughwout, em Nova York, em
1857, mostrado na Imagem 2.
14
O planejamento de edifícios agora já é feito
pensando nos poços onde os elevadores serão instalados
e também na quantidade de elevadores que serão
necessários para suprir o número de usuários do prédio.
2.3 Segurança dos residentes do edifício
Mais uma dificuldade aparece na construção, a segurança daqueles que
estão dentro do edifício, esta que deve ser coloca em 1º lugar. Novas técnicas e
métodos são pensados para que as pessoas que se encontram em tamanha altura
possam estar seguras.
Em relação a segurança de edifícios o principal fator
era a contenção do fogo, caso fosse necessário. A partir daí
tivemos o desenvolvimento de novos materiais resistentes ao
fogo além da instalação de chuveiros elétricos ( sprinklers )
para o caso de incêndios, veja a Imagem 3.
2.4 Vibrações e ações do vento no edifício
Após mais uma etapa, mais um desafio, quão maiores eram os edifícios,
maiores seriam os efeitos do vento em todo o prédio. Eram necessários meios que
diminuíssem as vibrações ocasionadas pelo vento e conseqüentemente o
movimento horizontal do edifício. Um dos grandes desafios enfrentados pelos
15
engenheiros da época é que qualquer mínimo movimento do edifício não fosse
individualizado, mas sim absorvido e realizado por todos os andares, diminuindo
assim o enfraquecimento do esqueleto metálico e também a sensação de
movimento do prédio para aqueles que estivessem dentro dele.
16
3. TECNOLOGIAS DESENVOLVIDAS PARA CONSTRUÇÃO DE
EDIFÍCIOS COM MÚLTIPLOS ANDARES
3.1 Fundações
A fundação é um termo utilizado na engenharia para designar as estruturas
responsáveis por transmitir as solicitações das construções ao solo. Em geral, são
utilizadas várias fundações seguidas para esse fim, na imagem 4 podemos visualizar
dois tipos de fundações. Existem diversos tipos de fundação e são projetadas
levando em consideração a carga que recebem e o tipo
de solo onde vão ser construídas.
Basicamente o desenvolvimento e projeto da
fundação de um edifício se dá pelo cálculo de cargas,
análise do terreno e a partir dos dados obtidos a
definição do tipo de fundação.
Existem dois tipos de fundações, Rasas
(superficiais ou diretas), que são executadas em
pequenas profundidades, na qual as cargas da estrutura são transmitidas ao terreno
através de sua base. O outro tipo de fundação é a Profunda (Indiretas), são
executadas em maiores profundidades.
Nas figuras a seguir são apresentados modelos de fundações rasas e
profundas:
Rasas:
17
Profundas:
O
O grande desafio no desenvolvimento das fundações para edifícios cada vez
mais altos era, além de um estudo preciso e conciso do solo onde haveria a
construção, os materiais a serem utilizados, recursos e análise e o comportamento
das cargas ali empregadas.
3.2 Desenvolvimento do Ferro e Aço
O ponto de partida que possibilitou o crescimento vertical dos prédios, sem
duvida foi a utilização do ferro e do aço como suporte para as estruturas como vigas,
grelhas e treliças. Prédios anteriores a utilização do aço não passavam de cinco
andares, sendo que eram construídos apenas com cimento e tijolo, e estes não
suportam o elevado peso que construções verticais demandam, a maneira de
suportar era alargar a parede dos andares inferiores para conseguir suportar, mas a
partir de um certo ponto deixava de ser viável esse tipo de técnica na construção.
Com o aço e o ferro as estruturas puderam mudar, veio a utilização de vigas
que suportariam o peso, sendo que o aço é extremamente resistente e mais leve
que outras tipos de matérias usados, como concreto. O aço foi inserido nas
fundações, para o prédio suportar pesos excessivos, nas estruturas, para poder
suportar o peso do prédio por completo, e foi colocado entre os andares, deixando
assim de ter que fazer paredes grossas para suportar outros andares, agora com o
aço, as paredes precisam suportar apenas o próprio peso.
Superestruturas estão sendo criadas para fazer com que seja possível a
construção de arranha-céus, como exemplo a fundação, que tem a obrigação de
suportar todo o peso de um edifício inteiro, e quanto mais alto, mais funda e sólida
tem de ser essa fundação. A tecnologia mais empregada é a em forma de pirâmide,
18
vigas são posicionadas lado à lado no imenso buraco feito pra fundação. Depois
posiciona-se mais vigas uma sobre as outras formando uma pirâmide de vigas de
aço em baixo da super-estrutura, e após todo esse aparato em aço na base do
edifício vem a “espinha dorsal” do arranha-céu, a estrutura.
A estrutura não tem uma forma definida, cada projetista a faz como acha mais
conveniente tanto no rigor físico como na estética e conforto. Pode ser colocada
paralelamente ao chão, sendo usada como a base de cada andar, pode ser utilizada
verticalmente, dando sustentação em um único ponto para pesos que esta viga vai
ter que suportar, ou em diagonais, que ligam andares, distribuindo o peso.
Dependendo do projeto utilizam-se todas as formas, isso depende muito do projeto.
Até os dias de hoje, nos mais modernos e ousados arranha-céus o aço é
peça fundamental nas estruturas e fundações, sempre se modernizando, ficando
mais leve e mais resistente graças ao trabalho dos engenheiros metalúrgicos. Para
projetos futuros estima-se que tenham que ser criado novas formas para suportar
cada vez mais o crescimento vertical dos edifícios.
Com a criação do aço, inúmeras construções surgiram a partir da mudança de
suas estruturas, de concreto, a concreto armado, que utiliza vigas de aço como um
esqueleto da estrutura. O aço possibilitou um ganho de resistência, tempo,
economia, praticidade em estruturas que poderiam ser pontes, a arranha-céus. E
das muitas vantagens do aço, as vantagens físicas são resistência à torção, a
temperatura, a elasticidade e tantas outras vantagens que faz com que o aço seja
mais vantajoso do que o concreto. Em um dos artigos de Luana Macieira,
engenheira civil da CSN ela cita algumas vantagens do aço:
Quando o aço ainda era pouco visto em obras no Brasil, seu uso era restrito às construções de grande porte. Hoje, esse material já aparece em vários empreendimentos imobiliários, como casas e apartamentos, além de construções comerciais, pontes e viadutos. Obras tanto do governo quando de instituições particulares passaram a fazer uso do material por causa das questões ambientais, tão discutidas nos últimos tempos. A vantagem é que a sobra do material pode ser reaproveitada em outra obra. São reduzidos, ainda, o consumo de madeira na construção, a produção de entulho e a poluição sonora causada por serras e outros equipamentos, além da necessidade de manutenção da estrutura. Isso permite economia de até 30% na construção das fundações e no custo total do empreendimento. Como a estrutura da construção é fabricada ao mesmo tempo em que é feita a fundação da obra, o tempo gasto para finalizar o imóvel pode ser reduzido em até 40%. Isso sem dizer que a montagem não é afetada pelas chuvas, garantindo continuidade da obra o ano inteiro. (L. Macieira – 2009)
19
E somando a esse trabalho de Luana Macieira, o engenheiro Antônio Filho
Neto que como qualidade principal do aço, utiliza a economia, mas não apenas no
custo da compra, mas no reaproveitamento do aço não utilizado em certas partes da
obra e que podem ser utilizados em outras áreas posteriores na mesma obra.
Nem sempre os projetos de estrutura são elaborados levando em consideração a economia do aço na construção. Às vezes, o calculista considera apenas o fator segurança, não havendo a preocupação com o econômico. Não há o cuidado de utilizar as pontas ou sobras de aço em outros elementos da estrutura, os quais possuam as dimensões compatíveis com as mesmas. (A. Filho Neto – 2009)
Como uma das principais preocupações dos engenheiros projetistas é
diminuir o custo da obra, a utilização do aço como citado pela engenheira Luana
Macieira e pelo engenheiro Antônio Filho Neto, é a economia, que pela engenheira
citado o valor do aço e a redução do custo com a utilização do entulho da obra, e
pelo engenheiro a utilização de bitolas de aço do mesmo tamanho em vários
segmentos da obra, para que não haja desperdício.
O uso tardio do aço na construção civil se deu pela dificuldade de ser
produzido, já que para fundi-lo a temperatura necessária teria que superar os
1000ºC, sendo formado pela fundição do ferro com o carbono. De maneira geral, os
aços possuem excelentes propriedades mecânicas: resistem bem à tração, à
compressão, à flexão, e como é um material homogêneo, pode ser laminado,
forjado, estampado, estriado e suas propriedades podem ainda ser modificadas por
tratamentos térmicos ou químicos. Mas o principal problema não é o da dificuldade
de produção, mas o encarecimento que o aço proporciona a obra. Sendo que
mesmo resistindo muito mais que o concreto comum ou o armado, nem sempre é
vantajosa essa utilização.
Dentre as inúmeras vantagens que o aço proporciona a construção, as
principais são de: menor tempo de execução, maior confiabilidade, maior limpeza de
obra, maior facilidade de manuseio e transporte, maior facilidade de montagem,
facilidade de desmontagem e reaproveitamento, precisão das dimensões dos
componentes estruturais, resistência à corrosão, redução das cargas na fundação e
menores dimensões das peças.
Menor tempo de execução: a estrutura metálica é projetada para fabricação
industrial e seriada, de preferência, levando a um menor tempo de fabricação e
montagem.
20
Maior confiabilidade: devido ao fato do material ser único e homogêneo, com
limites de escoamento e ruptura e módulo de elasticidade bem definidos, além de
ser uma estrutura fabricada e montada por profissionais qualificados.
Maior limpeza de obra: devido à ausência de entulhos, como escoramento e
fôrmas.
Maior facilidade de transporte e manuseio: em função da maior resistência do
material, as peças de aço são menores, com menor peso relativo, facilitando assim o
carregamento, transporte e manipulação.
Maior facilidade de montagem: sendo a estrutura de aço feita em regime de
fabricação industrial, a equipe montadora já recebe as peças nos tamanhos
definidos, com as extremidades preparadas para soldagem ou parafusamento
durante a montagem; esta é rápida e eficiente, feita com mão de obra qualificada e
equipamentos leves.
Facilidade de desmontagem e reaproveitamento a estrutura de aço tem a seu
crédito o valor residual que não é perdido com a execução da obra, pois ela pode
ser desmontada e transferida para outro local sem maiores problemas.
Precisão das dimensões dos componentes estruturais: como a fabricação
obedece a rigorosas especificações dimensionais, pode-se encomendar todos os
acessórios antecipadamente, sejam portas, janelas, basculantes e outros. Menores
são também os gastos com alvenarias e argamassas; no caso de prédios, após a
montagem da estrutura, ela está totalmente nivelada e aprumada, o que serve de
guia para as demais etapas.
Resistência a corrosão: o aço apresenta excelente resistência à corrosão
atmosférica desde que determinados cuidados sejam tomados.Para melhorar ainda
mais a resistência do aço à corrosão, protege-se a estrutura com pintura e/ou
galvanização; pode-se ainda trabalhar com aços de alta resistência à corrosão
atmosférica, que são capazes de durar quatro vezes mais que os aços comuns.
Redução da carga nas fundações a grande conseqüência da alta resistência
do aço aos esforços de tração, compressão e cisalhamento é o enorme alivio de
cargas para as fundações. As estruturas em aço são cerca de 6 vezes menos
pesadas que as estruturas em concreto.
Menores dimensões das peças: a elevada resistência das peças executadas
em aço leva automaticamente, a menores dimensões. No caso de colunas, obtêm-
21
se maior área útil e menores pesos; no de vigas, menores alturas (metade das do
concreto) e menores pesos.
3.3 Histórico da Estrutura Metálica na Construção Civil
No quadro 1 a seguir, são apresentadas as datas mais significativas na
construção do ferro.
Quadro 1 – Datas do desenvolvimento do ferro.
Produção do Ferro
1720 – Obtenção de ferro por fundição com coque e início da produção de ferro de primeira
fusão em grandes massas.
1784 – Aperfeiçoamento dos fornos para converter ferro de primeira fusão em ferro forjável.
1864 – Introdução do forno Siemens-Martin para produção de aço.
No quadro 2, são apresentadas as etapas e respectivas datas da
conformação do ferro.
Quadro 2 – Conformação do ferro.
Conformação do ferro
Meados do Séc.XVIII – Laminação de chapas de ferro.
1830 – Laminação dos primeiros trilhos de trem.
1854 – Laminação dos primeiros perfis I sendo feita a primeira normalização de um material
utilizado na construção civil.
No quadro 3 são listadas as principais datas do início da utilização do ferro.
Quadro 3 – Utilização do ferro.
Utilização do ferro
1779 – Primeira obra importante de ferro, ponte sobre o Severn em Coalbrookdale, na
Inglaterra,projetada por Abraham Darby com vão de 30m.
22
Começo do Séc.XIX – Utilização de cabos em pontes.
1801 – Primeiro edifício industrial em ferro em Manchester.
1850 – Alcançou-se 300m de vão com ponte a cabo.
1851 – Início da utilização do ferro em grandes coberturas (naves); Palácio de Cristal em
Londres,projetado por Joseph Paxton.
1852 – Estações ferroviárias de Paddington (Londres).
1853 – Mercado Central do Halles (Paris).
1855 – Primeira ponte de grande vão com vigas.
1862 – Estações ferroviárias do Norte (Paris).
1866 – Construção de uma cobertura em Londres com 78m de vão.
1868 a 1874 – Ponte em aço sobre o Rio Mississipi em St. Louis, projetada por Eads, com 3
arcos treliçados, tendo o maior deles 159m de vão.
1875 – Palácio de Cristal (Petrópolis).1879 – Edifício Leiter I, construído pela “Escola de
Chicago”.
1883 – Ponte de Brooklyn (New York), pensil com 487m de vão.
1890 – Ponte sobre o “Firth of Forth” (Escócia) em balanço duplo treliçado, com vão central
de521m.
1894 – Edifício Reliance construído pela “Escola de Chicago”.
1901 – Estação da Luz (São Paulo); Mercado do Ver-0-Peso (Belém); Estação Ferroviária de
Bananal.
1910 – Teatro José de Alencar (Fortaleza).
1910 a 1913 – Viaduto Santa Efigênia construído com estrutura belga, com 225m de
comprimento vencidos por três arcos.
Na década de 30 – Edifício Chrysler e o Empire State (110 andares) ambos em Nova York.
Como se pode notar pelas datas acima, o emprego do ferro a princípio estava
restrito a pontes, porém, mais tarde, com o advento da revolução industrial,
começou-se a generalizar o uso do aço, exceto para residências.
A utilização do ferro foi um fator importante no distanciamento entre os
engenheiros e os arquitetos da época, pois a construção com arquitetura classicista
era muito conservadora em relação à explosão da revolução industrial.
A comparação das palavras Hábito e Habitação é uma boa ilustração do
conservadorismo que sempre reinou na construção.
23
Uma das maiores ajudas que o ferro recebeu no final do Séc.XIX para se
estabelecer, inclusive em residências, foi o encarecimento da matéria prima e da
mão-de-obra para estruturas de madeira e o estabelecimento de normas contra
incêndios mais rígidas, sem falar na possibilidade de melhor aproveitamento dos
espaços com maiores vãos.
3.4Estruturas
3.4.1 Desenvolvimento das estruturas
A estrutura de um edifício é um dos primeiros estágios a ser pensado para a
construção do mesmo, sendo discutido por arquitetos e engenheiros desde a parte
do aço e ferro, até a localização de elevadores.
Devem-se considerar três itens bastante importantes que influenciam na
estrutura: peso próprio, sobrecargas e, ventos e terremotos. Dentro desses três itens
se encaixam algumas questões a serem analisadas: deformação lateral devido ao
vento, analise dinâmica do vento e do terremoto, efeitos de temperatura e incêndio.
Não podendo se esquecer que o projeto deve ser eficiente, resistente e econômico.
3.4.2 Tipos de estruturas
Estrutura Aporticada com contraventamento:
Esta estrutura vem sendo usada na Europa e no Brasil para edifícios de até,
no máximo, 40 andares.
As estruturas de esqueleto e sistemas aporticados são formadas por um conjunto de elementos de viga e pilar, interligados de forma racional entre si para compor um sistema estrutural que seja capaz de suportar e transferir as ações verticais e horizontais dos pavimentos e fachadas para as fundações. (P. Veiga – 2008)
Em caso de edifícios de vários pavimentos, além do sistema de aporticados é
necessário também um contraventamento para se manter a rigidez horizontal,
evitando grandes deslocamentos que poderiam colocar em risco a estrutura do
edifício. Segundo o CEB-FIP (Regulamentação européia de Engenharia de
Estruturas) para que uma estrutura seja considerada contraventada ela deve atrair
pelo menos 90% das forças horizontais que age sobre a estrutura. Alguns exemplos
24
de contraventamentos são as caixas de elevadores e escadas, a imagem 7
exemplifica esse tipo de estrutura.
Estrutura de Pórtico Rígido:
Esta estrutura é usada para edifícios de no máximo 30 andares.
Antes de apresentar a estrutura, temos que pórticos são estruturas de suporte
compostas de duas colunas e uma viga fixada com blocos de fundação.
Os núcleos rígidos que podem ser são formados pelas caixas de elevadores e
escadas, já os núcleos Pórticos são estruturas pórticos associadas por nós
enrijecidos, que se articulam por barras tanto na vertical quanto na horizontal e
podem se articular em forma de X, Y, V, entre outras, que torna essas estruturas
indeslocáveis, mantendo a estabilidade do edifício.
Costuma-se utilizar esse recurso em estruturas de concreto armado no Brasil, inclusive fazendo estas diagonais deste material; contudo, funcionará de maneira mais adequada se forem metálicas, podendo assim estar sujeitas tanto à compressão quanto à tração, além do que, do ponto de vista da execução, a concretagem de peças inclinadas ligando nós de barras horizontais e verticais é um trabalho que exige muita eficiência da equipe de construção. Nas edificações metálicas, de uma maneira geral, este é o sistema mais utilizado de contraventamento, e aí a conexão entre vigas e pilares pode ser rotulada. (R. Henrique – 2004).
25
Estrutura de Pilar Parede (Shear Wall):
Esta estrutura é usada para edificações de até
40 andares. As shear walls são paredes de betão
armado estudadas para serem usadas desde o solo até
ao topo onde se usam múltiplas agrupadas (pilar
parede). As caixas de escadas e de elevadores são
também exemplos deste sistema estrutural. A
localização e disposição destas paredes devem ser
estudadas criteriosamente, para se ter uma estrutura
adequada que não sofra grandes deslocamentos,
rotações, para que mantenha a estabilidade estrutural
do edifício.
26
Estrutura de Pilar Parede (Shear Wall) e pórtico:
A junção dessas duas estrutura já apresentada
são apropriadas para edifícios de até 60 andares, em
concreto ou em aço, onde as Shear Wall substituem os
contraventamentos e os núcleos pórticos matem a
rigidez horizontal do edifício.
Estrutura de Pórtico Tubular:
Esta estrutura é usada em edificações de até pouco mais de 100 andares.
Esta é formada por uma estrutura de pórtico rígido, porém complementado por uma
estrutura tubular, que é capaz de resistir a todas as forças laterais, desenvolvida
usando colunas pouco espaçadas e rigidamente conectadas as vigas e também é
usado contraventamento diagonal.
3.5 Elevadores
3.5.1 Breve Histórico de Elevadores
Não é de hoje que a história registra os esforços da humanidade para
transportar verticalmente cargas e pessoas. 1500 anos antes do nascimento de
Cristo, os egípcios já estavam às voltas com a dura tarefa de elevar as águas do
Nilo através de rudimentares elevadores. Com o passar dos séculos, a tração
animal- incluindo aí a humana- foi substituída, primeiro, pela energia do vapor,
exclusivamente para o transporte de cargas e, mais tarde, com o surgimento de
novos mecanismos de segurança, o de passageiros.
Somente em 1853, ano em que a história confere à americana Elis Graves
Otis a invenção do elevador de segurança, o uso de elevadores como meio de
transporte de passageiros começou a se popularizar.
Os primeiros elevadores movidos a vapor eram muito lentos. Para um passageiro
alcançar o oitavo andar de um prédio, levava em média 2 minutos. Atualmente
27
alguns elevadores são capazes de atingir a velocidade de 550 m/min, o que significa
dizer que são mais de 45 vezes mais rápidos do que os seus antecessores movidos
a vapor.
Apenas em 1889, ano em que o Brasil se
transformava em república, é que surgiu, em Nova
York, o primeiro elevador movido à eletricidade.
Os primeiros elevadores brasileiros só
começaram a ser fabricados em 1918. Não eram
movidos nem a vapor, nem a eletricidade. Era o
cabineiro, girando uma manivela, que fazia com que o
elevador subisse ou descesse. As portas,
pantográficas, eram também abertas e fechadas
manualmente.
3.5.2 Utilização na construção de edifícios
Para construir edifícios, é necessário uma maquina que consiga elevar
grandes cargas(materiais, pessoas,etc), pois é muito difícil pra um ser humano
carregar tanto peso subindo vários andares de escada, sem falar no tempo de
execução que seria bastante longo, visto que estas pessoas teriam que carregar
pouco a pouco os materiais que precisariam ser elevados. Portanto, o surgimento de
uma maquina que conseguisse fazer este trabalho em menos tempo era algo
essencial para que se pudesse construir os edifícios.
Com elevadores precoces e à manivela, a construção de edifícios era algo
muito complicado de ser realizado, tendo em vista que estes não conseguiam
carregar tanto peso e muito menos em grandes alturas. Existiam aqueles
engenheiros que se arriscavam a construir algum ou outro edifício, mas estes não
passavam de 4 andares.Com o passar do tempo e com o grande desenvolvimento
dos elevadores, edifícios mais altos deixaram de ser apenas sonho para muitos e se
tornaram realidade. Com elevadores tão desenvolvidos, carregar materiais de obra a
alturas enormes se tornou algo fácil de ser realizado. Portanto, dentre outros fatores,
o surgimento e o desenvolvimento dos elevadores foram fundamentais para que
28
pudéssemos ter hoje edifícios cada vez mais altos. Vê-
se então, a grande importância que os elevadores
tiveram para construção civil.
29
4. CONCLUSÃO
O homem está sempre disposto a se superar e encontrar novos desafios.
Através do conteúdo apresentado, as tecnologias desenvolvidas foram de suma
importância para a construção de edifícios cada vez mais altos. Problemas como o
efeito da gravidade, segurança, estabilidade e locomoção foram sanados por
grandes profissionais que através de seus estudos chegaram ao desenvolvimento
de técnicas capazes de tornar a construção de edifícios de múltiplos andares viável.
Sabe-se também que tais técnicas ainda são aperfeiçoadas e adaptadas a todo
novo desafio e permanecerá assim por um longo período.
Das técnicas citadas no trabalho podemos destacar duas, que contribuíram
para tornar todas as outras possíveis. A primeira diz respeito ao ferro e aço, que
foram o ponto de partida para idéia de se construir edifícios. A segunda foi o
desenvolvimento do elevador, que tornou a construção de edifícios tão altos viável
ao homem.
Com base em tantas informações apresentadas, podemos inferir que à alguns
anos o maior desafio na construção desses edifícios não é mais o desenvolvimento
de tecnologias e equipamentos, mas sim fatores naturais. A cada passo que a
engenharia dá a construção de edifícios cada vez mais altos, deve-se ter em mente
que tem maior valor a vida humana e por isso a segurança dela deve ser a
prioridade máxima, diz-se então que a capacidade de desenvolvimento é infindável,
mas a capacidade do homem de se adaptar a ele é limitada.
30
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ADAMS, C. Técnicas de construção ilustradas. Fundação de edifícios. São Paulo: Editora Abril, 2006, 2ª Ed. p. 17-18.
ARRANHA-CÉU. Histórico na construção civil. Arranha-céu. Online. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/Arranha-c%C3%A9u >. Acesso em: 18 de out. 2009.
EDIFÍCIOS. Arranha-céu e seu desafio. UOL. Online. Disponível em: <http://ciencia.hsw.uol.com.br/arranha-ceus.htm>. Acesso em: 21 de out. 2009.
FIGUEROLA V. Contraventamento de edifícios de concreto armado. Revista Téchne. São Paulo: Téchne, 2005. p. 2-3.
PAOLUCCI, R. Z. Fundações de edifícios altos. Online. Engesol, 2006 Disponível em: <http://www.engesol.eng.br/index.php?option=com_content&task=view&id=30>. Acesso em: 23 de nov. 2009.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS. Fundações de edifícios. Online Curso de Engenharia Civil. Unicamp, 2008. Disponivel em: <http://www.ige.unicamp.br/site/aulas/155/Funda%E7%F5es_unicamp.ppt> Acesso em: 25 de nov. 2009.
VEIGA, T. P. Moldes de Estruturas em edifícios. Qualidade no acabamento das estruturas pré-fabricadas em concreto armado, Rio de Janeiro: PUC-RIO, 2006. p. 4.
