MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS Aula 01:...

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Departamento de Estruturas

MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS

Aula 01: Introdução

Profa. Dra. Maria Betânia de Oliveira

[email protected]

mboufrj.weebly.com

http://lattes.cnpq.br/4788291761473700

Objetivos

Entendimento do Plano de Disciplina e da Conceituação Inicial sobre a Modelagem dos Sistemas Estruturais (MSE)

Metodologia Apresentação e discussões sobre o tema da aula.

Atividade Discente Participar da aula e estudar os assuntos abordados.

Aula 1

Plano da Disciplina Conceituação Inicial sobre a Modelagem dos Sistemas Estruturais (MSE)

Maria Betânia de Oliveira 2014.2

Modelagem dos Sistemas Estruturais

Disciplina: MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS Código: FAE110 No de aulas semanais: 3 aulas Carga Horária: 45 h EMENTA: Análise qualitativa do comportamento de barras, lâminas, blocos e diversos sistemas estruturais, através do contato com modelos. Noções intuitivas de equilíbrio, vínculos e graus de liberdade; solicitações, tensões, deformações; comportamento elástico dos materiais; isotropia e anisotropia; estabilidade e instabilidade. Evolução histórica dos sistemas estruturais. Pesquisa de formas estruturais por processos de livre avaliação. Noções de rigidez pela forma. Observação de soluções da natureza.





Objetivos da Disciplina

Apresentar ao aluno a importância do conhecimento de Sistemas

Estruturas para a formação do Arquiteto Urbanista.

Fornecer ao aluno as bases necessárias para o entendimento do

equilíbrio, das tensões e das deformações das estruturas.

Viabilizar o estudo qualitativo do comportamento estrutural através

da confecção e observação de modelos físicos.

Proporcionar ao aluno o entendimento das evoluções, inovações e

tendências dos sistemas estruturais.

Habilitar o aluno para o estudo das disciplinas subsequentes

da área de estruturas.

Metodologia de Ensino

Recuperação

Exposições teóricas sobre os assuntos, elaboração de modelos físicos e

análise qualitativa de estruturas através da observação dos modelos.

Critério de Avaliação P – nota prova escrita, valor igual a 2 pontos → 28OUT e 31OUT

Ti – nota trabalho individual, valor igual a 3 pontos

Pg – nota em projeto em grupo, valor igual a 5 pontos → 25NOV e 28NOV

Média do Semestre, Ms = P+Ti+Pg

Se Ms ≥ 7,0 → aprovado por nota

Se 3,0 ≤ Ms < 7,0 → prova final

Se Ms < 3,0 → reprovado por nota

Pf – nota na prova final → 05DEZ (14h)

Média Final, Mf = (Ms+Pf) / 2

Se Mf ≥ 5,0 → aprovado por nota

Se Mf <5,0 → reprovado por nota



Frequência Nf – número de faltas

Nf > 11horas (3 semanas) → reprovado por nota

Estrutura - parte da edificação responsável por sua sustentação.

Estrutura - edificação

subtraída dos elementos de

função não estrutural.

Estrutura - conjunto de elementos que viabilizam a criação do espaço útil de

uma edificação.

O que é Estrutura?



MAM Rio de Janeiro

Esquema estrutural do Anhembi, São Paulo, SP

Esquema estrutural do Masp, São Paulo, SP

Estrutura como caminho das forças



O que é Sistema?

Problema, r

Subproblema, a

Subproblema, b

Subproblema, c a b c r

Se o problema a ser resolvido pudesse ser reduzido a um conjunto de subproblemas independentes, então a solução para o todo não era nada mais que a soma das soluções para as suas partes.

Reducionismo: todas as coisas e, ainda, o conhecimento e experiência sobre

elas, podem ser reduzidos, decompostos ou desmontados até os elementos

finais, partes individuais.

Abordagem Linear



© 2009 Maria Betânia de Oliveira

Um Sistema é um conjunto de elementos

interrelacionados de qualquer espécie, por

exemplo, conceitos, objetos ou pessoas.

Expansionismo: todas as coisas e, ainda, o conhecimento e experiência sobre

elas, são partes de TODOS maiores.

O expansionismo transfere a atenção dos elementos finais, para o todo com partes interrelacionadas, em suma para os SISTEMAS.

Pensamento Sistêmico

Estrutura ou Sistema Estrutural Estrutura, ou Sistema Estrutural, é o conjunto

de elementos estruturais que interagem para

suportar as ações com segurança.

O que é Sistema?



O que é Modelagem?

Define-se por Modelo a representação simplificada

de algum fenômeno do mundo real.

O Modelo facilita a compreensão de relações

complexas.

Modelagem é ato ou efeito de modelar – produzir

modelos.



A modelagem dos Sistemas Estruturais consiste da elaboração

de modelos que podem ser ou físicos ou numéricos.

Definição do Modelo Estrutural de uma Cobertura Pneumática (OLIVEIRA, 2001).

p

ag

Modelos Numéricos A utilização de modelagem numérica possibilita uma análise estrutural

quantitativa, a qual é importante para as inovações tecnológicas na área de

projetos de estruturas.



Exemplos de modelos físicos empregados na definição da forma inicial de uma

estrutura de membrana.

Tecido esticado Bolhas de sabão



Modelos Físicos

A utilização de modelos físicos facilita o entendimento do comportamento

estrutural através da visualização dos fenômenos estruturais.

Exemplos de modelos físicos de Sistemas Estruturais de projetos/construções existentes.

Cobertura do Pavilhão de São Cristóvão, Pilar do Palácio do Trabalho de Turim, Casa das Histórias Paula

Rego, Casca na sede do Partido Comunista Francês em Paris, Edifício da Faculdade de Arquitetura e

Urbanismo da UFRJ, Cúpula do Panteão em Roma, Pórtico e cobertura na Praça do Patriarca e Villa

Savoye ─ elaborados pelos alunos de MSE/FAU/UFRJ no segundo semestre de 2013.

Mod

elag

em d

os S

istem

as E

stru

tura

is

Modelo físico de pórtico deformado devido a aplicação de força concentrada no

primeiro tramo, modelo estrutural equivalente e, ainda, estrutura deformada resultante

da análise numérica do modelo estrutural equivalente ─ elaborado pelo monitor de

MSE/FAU/UFRJ em 2014.



Por que estudar MSE?

Construção de uma Edificação

Projeto

(Design) Fundações Estrutura

Sistemas Prediais

Acabamento



Por que estudar MSE?

Anel de Compressão

Adaptação ENADE 2005



A concepção da estrutura é anterior ao seu dimensionamento, ou

seja , a sua quantificação.

Conceber a estrutura é

ter consciência da possibilidade da sua existência;

perceber a sua relação com o espaço gerado;

perceber o sistema ou sistemas capazes de transmitir as cargas ao solo, da forma mais natural;

identificar os materiais que, de maneira mais adequada, se adaptam a esses sistemas.

O que é Concepção Estrutural?



Concepção Estrutural

A concepção da estrutura não é aleatória.

A concepção estrutural depende de diversas variáveis:

Solução estrutural original

é o resultado de profundo e amplo conhecimento e de muitas tentativas.

Funcionalidade/ Estabilidade/ Resistência/

Custos/ Estética/ Possibilidades Técnicas

INFLUENCIA NA RESISTÊNCIA

INFLUENCIA NOS ESPAÇOS

INFLUENCIA NOS SENTIDOS HUMANOS

Forma da estrutura



A mais fácil de construir? A mais bonita? A mais econômica?

É necessário estabelecer uma hierarquia de quesitos.

Qual a melhor forma estrutural?

Piazza Navona, Roma.



Potencial de influência no custo final de um empreendimento

de edifício e suas fases.

Na fase de projeto, cerca de 90% do seu custo final é comprometido,

embora ainda somente uma pequena parte deste custo tenha sido

efetivamente incorrida.



A solução da forma estrutural deve permitir o encontro entre

Arquitetura e Estrutura.

Qual a melhor forma estrutural?

"Arquitetura é antes de mais nada construção, mas, construção concebida com o

propósito primordial de ordenar e organizar o espaço para determinada finalidade e

visando a determinada intenção. E nesse processo fundamental de ordenar e expressar-

se ela se revela igualmente arte plástica, porquanto nos inumeráveis problemas com que

se defronta o arquiteto desde a germinação do projeto até a conclusão efetiva da obra, há

sempre, para cada caso específico, certa margem final de opção entre os limites - máximo

e mínimo - determinados pelo cálculo, preconizados pela técnica, condicionados pelo

meio, reclamados pela função ou impostos pelo programa, - cabendo então ao sentimento

individual do arquiteto, no que ele tem de artista, portanto, escolher na escala dos valores

contidos entre dois valores extremos, a forma plástica apropriada a cada pormenor em

função da unidade última da obra idealizada.“

Lúcio Costa (1902-1998)



Não se pode imaginar

uma FORMA que não

necessite de uma

ESTRUTURA

Não se pode imaginar

uma ESTRUTURA que

não necessite de uma

FORMA

FORMA e

ESTRUTURA nascem

juntas!

Quem cria a forma cria a estrutura.

Quem concebe a estrutura?

PAES & CRESPO (2012)



Bibliografia da Aula 1

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.

SARAMAGO, R.C.P. Ensino de estruturas nas escolas de arquitetura do Brasil.

Dissertação (Mestrado em Arquitetura, Urbanismo e Tecnologia) - Escola de

Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2011.

Disponível em: <http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18141/tde-31052011-

101630/>. Acesso em: 2014-02-19.



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