MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS Aula 04: Modelagem ?· Modelagem dos Sistemas Estruturais Objetivos…

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  • Universidade Federal do Rio de Janeiro

    Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

    Departamento de Estruturas

    MODELAGEM DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS

    Aula 04: Modelagem de Membranas

    Profa. Dra. Maria Betnia de Oliveira

    betania@fau.ufrj.br

    mboufrj.weebly.com

    http://lattes.cnpq.br/4788291761473700

  • Modelagem dos Sistemas Estruturais

    Objetivos

    Entendimento dos contedos apresentados na aula.

    Metodologia Apresentao e discusses sobre o tema da aula.

    Aula 4

    Modelagem de Membranas (Tensoestruturas)

    Maria Betnia de Oliveira 2015.1

    Atividade Discente Participar da aula e estudar os assuntos abordados. Elaborar os modelos propostos.

  • Modelagem dos Sistemas Estruturais

    corpo em que uma das dimenses muito menor do que as outras duas.

    Lmina

    estrutura constituda por uma ou mais lminas. Folha

    folha curva submetida a esforos no seu folheto mdio

    Casca

    casca submetida a esforos (de trao) nos planos tangentes ao seu folheto mdio Membrana

    Esforos nas Membranas: TRAO

  • Os cabos e membranas, usualmente denominados tensoestruturas, so

    utilizados em coberturas de grandes reas livres.

    Modelagem dos Sistemas Estruturais

    Classes de estruturas tracionadas

  • As membranas estruturais so cascas flexveis que resistem s aes externas devido

    sua forma, s suas caractersticas fsicas e ao seu pr-tracionamento.

    O pr-tracionamento da membrana pode ser alcanado, ou atravs do seu estiramento

    por meio de cabos (estruturas de membrana protendida por cabos), ou atravs da

    atuao da presso de gases (estruturas pneumticas).

    Modelagem dos Sistemas Estruturais

    Estruturas de Membrana

    Membranas Protendidas por cabos

    Estruturas Pneumticas

  • Processo de projeto de tensoestruturas

    A modelagem das tensoestruturas caracterizada pela grande interdependncia entre o

    estado de tenso e a forma das mesmas, pela composio da superfcie desejada

    atravs da emenda de pedaos de membrana e pelo fato do cabo ou membrana resistir

    apenas a esforos de trao.

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  • Cubo

    Ten

    so

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  • Tenda Negra Tradicional

    sculo XIX povos nmades coberturas facilmente montveis,

    desmontveis e transportveis

    tecido de plo negro de bode

    combinao de mastros e cordas ancoradas no cho

    cor escura proporcionava sombra

    trama aberta permitia o escape do ar quente e ajudava na proteo contra

    os intempries

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  • Chapiteau

    Revoluo Industrial

    mecanizao da produo de tecidos txteis de algodo, de l e de linho

    a partir de 1800 os circos tornaram-se a principal forma de entretenimento

    surgindo a grande tenda de circo

    a tecnologia de construo foi passada a sucessivas geraes.

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  • Pavilho da Alemanha na Exposio de Montreal, 1967

    Frei Otto

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  • Complexo Olmpico de Munique, Alemanha, 1971

    Frei Otto

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  • This model represents Architect Frei Otto's Munich Olympic stadium from the 1972 Olympics. I constructed this model by using tensioned fishing line and nylon fabric. George Klett ,2014.

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  • Membrana

    Cabo extremo embutido em

    bainha situada contorno da

    membrana

    Cabo de ancoragem

    As foras de membrana so transferidas para a estrutura

    rgida ou para a fundao

    Articulao

    Detalhe tpico dos cabos embutidos em bainhas situadas no contorno da

    membrana

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  • Com Superfcies

    Modificadas

    Com Superfcies

    Geradas entre

    Anis

    Com Superfcies

    na Forma de

    Parabolides

    Hiperblicos

    Estruturas de Membrana

    Protendida por Cabos

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  • Forma bsica de estrutura de

    membrana

    Obteno de uma Superfcie na forma de

    Parabolide Hiperblico

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  • Pavilho de Msica de Kassel, Alemanha, 1955

    Frei Otto

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  • Forma Bsica de Estrutura de Membrana:

    Superfcie Gerada entre Anis

    Hajj Terminal, Soudi Arabia

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  • Hajj Terminal, Jeddah, Soudi Arabia, 1980

    Horst Berger, David Geiger and Skidmore Owens & Merrills (SOM)

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  • Formas modificadas por:

    (a) estrutura pontual, (b) estrutura linear em arco e (c) estrutura tridimensional

    (a)

    (c) (b)

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  • Aeroporto Internacional de Denver, Colorado, 1993 Projeto Arquitetnico de Fentress Bradburn Architects

    Concepo Estrutural de Horst Berger Associates e Severud Associates

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  • Chene Park Amphitheater, Detroit, 1990

    Projeto Arquitetnico: Schervish, Vogel, Mertz

    Arquitetura Txtil: Kent Hubbell Architects

    Construo: Birdair

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  • The M&G Research Laboratory in Venafro, Italy, 1991

    Samyn and Partners architect and engineer

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  • Ptio de Mesquita em Madinah (MARROQUIN, 2012)

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  • The Tuwaiq Palace, Saudi Arabia Frei Otto with with Buro Happold

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  • Hall de hotel em Taipei, Tawan

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  • Igreja Batista Central, Fortaleza

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  • Pavilhes da Mariana da Glria, Rio de Janeiro

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  • Cobertura na PUC-Rio, Gvea, Rio de Janeiro

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  • Cobertura do Estdio do Maracan, Rio de Janeiro (Foto de divulgao do governo do Estado do Rio de Janeiro).

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  • Cobertura na Entrada do Maracanzinho, Rio de Janeiro

    CRESPO & OLIVEIRA(2013)

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  • (Air inflated) (Air supported)

    Estruturas pneumticas empregadas em coberturas

    As estruturas pneumticas possuem um ou mais compartimentos pressurizados, os

    quais podem fazer parte ou no do espao til da construo.

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  • Ventilador Axial

    Ventilador Radial

    Ventilador Tangencial

    Equipamentos Empregados na Estabilizao de Estruturas Pneumticas

    corrente de ar circula na direo do eixo do equipamento,

    possibilitando o arranjo de sistemas em srie

    corrente de ar tomada na direo do eixo do

    equipamento, porm, soprada na direo de

    um ngulo reto da entrada

    o eixo com hastes atua como um impulsor que gira dentro

    de um cilindro. O ar entra e sai tangencialmente rea deste

    cilindro. empregado em pequenas estruturas, onde h

    exigncia de barulho reduzido. So convenientes na

    produo de presses negativas

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  • Tubo Sanfonado

    Tubo de Membrana com Conexo

    Reforada

    Tubo Rgido

    Conexo entre o Sistema de Pressurizao e a Estrutura Pneumtica

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  • Membranas

    Suportadas pelo Ar

    Estruturas Pneumticas

    Membranas

    Inflveis

    De Superfcie Tubulares Elevadas Erguidas a partir

    do Nvel do Piso

    a ser Coberto

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  • Pavilho da Fuji na Exposio de Osaka, Japo, 1970

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  • Pavilho da Fuji na Exposio de Osaka, Japo, 1970

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  • Architect: Yutaka Murata

    Engineer: Mamoru Kawaguchi

    Pavilho da Fuji na Exposio de Osaka, Japo, 1970

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  • Cobertura da Arena Romana de Nmes, Frana

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  • Membrana Superior Membrana Inferior

    Presso Interna

    Cobertura da Arena Romana de Nmes, Frana

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  • Membranas

    Suportadas pelo Ar