ANÁLISE DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS PRESENTES NO CENTRO DE CONVIVÊNCIA INFANTIL DA UNESP DE PRESIDENTE PRUDENTE

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1 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, ANÁLISE DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS PRESENTES NO CENTRO DE CONVIVÊNCIA INFANTIL DA UNESP DE PRESIDENTE PRUDENTE Beatriz Frasão Tonon (1) ; Cesar Fabiano Fioriti (2) (1) Bolsista FAPESP, Aluna de Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual Paulista UNESP, Faculdade de Ciências e Tecnologia FCT, Campus de Presidente Prudent. (2) Orientador, Professor Doutor, Universidade Estadual Paulista UNESP, Faculdade de Ciências e Tecnologia FCT, Campus de Presidente Prudente. E mail: beatriztonon@gmail.com RESUMO A relação da estrutura com a forma e função é muito importante para que não haja impacto na sua inserção no meio ambiente. Dessa maneira realizou se uma análise dos sistemas estruturais presentes no Centro de Convivência Infantil CCI, da Universidade Estadual Paulista UNESP, campus de Presidente Prudente. Levaram se em consideração aspectos qualitativos, tais como os tipos de materiais estruturais constituintes da edificação, os elementos estruturais que as formam, além das vantagens e desvantagens da utilização dos mesmos. Com a realização do estudo teórico dos tipos de sistemas estruturais e suas associações, foi possível descrever a função que cada sistema exerce na estrutura, e com isso prever as razões de seu uso em determinada situação. Após a análise individual de cada sistema estrutural, pode se entender a estrutura como um todo, levando se em consideração os esforços suportados e transmitidos pela mesma, garantindo solidez à edificação. Palavras chave: sistemas estruturais, estrutura, análise estrutural, aço, argamassa armada. INTRODUÇÃO E OBJETIVO A preocupação com a estrutura não se restringe apenas a segurança e a criação de espaços para que indivíduos exerçam suas atividades, mas também como ela será inserida no meio ambiente e o impacto que poderá causar. Dessa forma, é muito importante que a arquitetura esteja intimamente ligada com a engenharia (SÁLES et al., 2005). A primeira resposta para estrutura pode ser tida como: tudo aquilo que sustenta (REBELLO, 2003). Nas edificações, a estrutura é um conjunto de elementos que dispostos em variadas formas, criam se sistemas estruturais responsáveis por sua sustentação (vigas, pilares, lajes). Além da sua principal função, é essa inter relação que produz espaços onde pessoas exercerão suas atividades. Os sistemas estruturais são criados e desenvolvidos através dos materiais e técnicas disponíveis em determinado momento. A complexidade aumenta à medida que mais elementos são inseridos no sistema, como exemplo, o sistema estrutural mais simples são os cabos, os quais tem a característica de resistir à tração. O próximo da lista são os arcos, cujos são entendidos

2 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, como o inverso dos cabos, pois suportam os esforços de compressão. Os demais são: vigas de diversos tipos, pilares e treliças de várias formas (SILVA, 1997). No entanto, dificilmente estes sistemas atuam sozinhos numa estrutura, sendo sempre associados com outros. Dessa forma, é possível a obtenção novos sistemas estruturais, como: grelhas (associação de vigas), pórticos (associação de vigas com pilares), estruturas tensotracionadas, além de estruturas de superfícies, como é o caso das: cascas, placas e chapas. Assim, é de extrema importância que o profissional envolvido no projeto estrutural, seja arquiteto ou engenheiro, tenha a habilidade de visualizar e compreender o comportamento das estruturas em diferentes circunstâncias, e como a forma da estrutura vai influenciar no seu comportamento. Diante disso, esse trabalho se refere a análise dos sistemas estruturais existentes na edificação do Centro de Convivência Infantil CCI, da Universidade Estadual Paulista UNESP, campus de Presidente Prudente. Levando se em consideração aspectos qualitativos, tais como os tipos de materiais estruturais utilizados na edificação, os elementos estruturais presentes nas estruturais, além das vantagens e desvantagens da utilização dos mesmos. METODOLOGIA O objetivo deste trabalho foi atingido por intermédio de uma abordagem qualitativa descritiva da edificação do CCI da UNESP. Pode se entender pesquisa qualitativa descritiva como aquela em que o objeto de estudo foi analisado de forma aprofundada, observando suas características e relações com o entorno. Diante disso foram executadas algumas atividades essenciais: levantamento bibliográfico sobre o tema; visita a campo para registrar a edificação do CCI e os detalhes para análise posterior; comparação com edificações semelhantes; apresentação de vantagens e desvantagens; montagem final do texto. Salienta se que o único equipamento utilizado no desenvolvimento deste trabalho foi uma máquina fotográfica digital, que serviu para registrar as visitas realizadas no CCI da UNESP. RESULTADOS DESENVOLVIMENTO Campus da UNESP Localização

3 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, Criado em 1957, o campus da Universidade Estadual Paulista UNESP atua com regularidade nas grandes três áreas do conhecimento: exatas, humanas e biológicas. E se encontra distribuído em aproximadamente m² de área, divididos em três partes: área norte, área central e área sul, cujas duas primeiras estão separadas pela Rua Roberto Simonsen. O campus da UNESP de Presidente Prudente é formado por aproximadamente 30 edificações, em que nelas estão distribuídas atividades acadêmicas, administrativas e comuns a todos, e dentre estas foi analisada a edificação do CCI. Centro de Convivência Infantil O CCI está localizado na área norte do campus, e se destaca pela utilização da cobertura de aço em treliça espacial e placas de argamassa armada, como mostra a figura 1. Figura 1 Vista geral do CCI. Com a utilização da argamassa armada não houve a necessidade de execução de pilares internos para auxiliar no fechamento da distribuição das salas, pois estas placas são estruturadas com malhas de aço que por si só, através do encaixe, se sustentam. Podendo assim, ser considerada uma estrutura leve e de fácil montagem. A utilização da argamassa armada implica em desde o início do projeto já decidir onde estarão as aberturas, para que as placas sejam dispostas da maneira correta. Para melhor eficiência elas são disponibilizadas em diversos tamanhos, além de serem elementos prémoldados.

4 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, Acima de todas as placas de argamassa armada foi passada uma viga periférica em aço, figura 2, com a função de auxiliar o correto encaixe das placas de argamassa, bem como servir de estrutura suporte do forro em PVC, dentro das salas. Figura 2. Detalhe da viga de aço. A cobertura em treliças espaciais é totalmente independente e formada por elementos metálicos. Desde os pilares, tubulares com seção quadrada em aço, até as telhas metálicas, em que além de cobrirem também fecham lateralmente a parte onde estão as treliças. Na treliça espacial as barras são formadas por cantoneiras de abas iguais, onde devido a grande quantidade, cada uma delas será responsável por transmitir uma parte da carga total, ou seja, distribuir as cargas para os pilares, figura 3a. A ligação entre as barras espaciais foi feita com parafusos e chapas que acabaram formando os nós, os quais neste caso são simples, pois possuem oito barras se interligando em cada um deles, como mostra a figura 3b. Figuras 3. a) Detalhe dos perfis das barras; b) Detalhe da ligação das barras.

5 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, Em vista geral, figura 4, é possível observar o emaranhado de barras que se ligam, a cada oito, formando os nós. O sistema é bastante interessante, pois mesmo proporcionando grande vão os elementos que o formam são de dimensões pequenas e em grande quantidade. Figura 4. Vista geral das treliças espaciais. Nas extremidades da cobertura está localizada uma viga perimetral, também em aço, e com perfil U enrijecido, com a função de fechamento e travamento das treliças, figura 5. Quando se utiliza este tipo de sistema estrutural é feito um fechamento na lateral com a telha utilizada, o qual pode ser vertical ou diagonal, como é o caso desta edificação. Figura 5. Detalhe das vigas perimetrais. Nesta edificação optou se pela utilização do aço em quase todos os elementos: pilares, vigas e treliças espaciais, bem como a caixa d água localizada ao lado do prédio, figura 6.

6 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, Figura 6. Caixa d água em aço localizada ao lado do edifício. Produzida inteiramente em aço, a caixa d água apresenta uma ligação engastada na base. Em sua extremidade inferior possui nervuras de enrijecimento que auxiliam na estabilidade vertical da estrutura. As ligações com a base de concreto foram feitas tanto por solda quanto por parafusos, detalhes na figura 7. Figura 7. Detalhe da base da caixa d água, com as nervuras de enrijecimento. A utilização dos elementos metálicos para diversos fins, como é o caso da caixa d água, tem se como vantagem o fato de ser um material leve e de fácil montagem, neste caso com a dobra e soldagem dos elementos. No entanto, existe a preocupação com a oxidação em que as precauções sempre devem vir em primeiro lugar. E a principal delas é a aplicação do zarcão (composto de chumbo que previne o aço de corrosões), entre outras que variam de acordo com o fim.

7 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, A figura 8 apresenta outras utilizações frequentes da cobertura de treliças espaciais, sendo que a mesma acaba sendo empregada em grandes coberturas de aeroportos e terminais rodoviários, como é o caso do Terminal Rodoviário de Criciúma SC (figura 8a). Já a figura 8b apresenta a qualidade arquitetônica da treliça espacial no interior do edifício, implantada no saguão de entrada da Prefeitura Municipal de Campo Verde MT. Diferentemente da treliça espacial presente no CCI, estas são feitas com perfis tubulares, os quais são mais comuns neste tipo de sistema estrutural. Figura 8. a) Treliça espacial em Criciúma; b) Treliça espacial em Campo Verde. Fontes: de caso 2.html DISCUSSÃO A escolha do tipo do sistema estrutural numa edificação é dada em sua maioria a partir da função que o edifício irá exercer, pois juntamente com a arquitetura a estrutura é o que dá a forma. Além disso, é necessário ter o conhecimento das características daquele sistema, tais como as vantagens e desvantagens. No caso desta edificação, a escolha pela estrutura de cobertura com treliças espaciais em aço e a argamassa armada como estrutura de vedação, provavelmente foi realizada devido a rapidez e facilidade de montagem da estrutura, tento que em vista que se fosse uma estrutura convencional de concreto armado moldado in loco o tempo seria muito superior. Dessa forma, observa se que o sistema que mais se destaca na edificação mostrada acima é a estrutura de cobertura em treliças espaciais de aço. E para ter conhecimento das características desse sistema estrutural, segue abaixo as vantagens e desvantagens do seu uso: Vantagens Montagem rápida; Adaptação a diversos tipos de projetos; Apresenta boa relação entre peso próprio e vão;

8 Encontro de Ensino, Pesquisa e Extensão, Presidente Prudente, 22 a 25 de outubro, Beleza arquitetônica, devido à flexibilidade da locação dos pilares com o surgimento de grandes vãos; Peso próprio reduzido, devido às pequenas espessuras das barras; Fácil transporte e montagem; Pode ser ampliada e de fácil remoção. Desvantagens Mão de obra pouco qualificada; Em contato com intempéries, pode oxidar mais facilmente. CONCLUSÃO Através da realização deste trabalho pode se ter a oportunidade de analisar uma edificação executada através de sistemas estruturais diferentes. Tanto a cobertura com treliças espaciais em aço quanto a superestrutura também em aço e em argamassa armada, chamam a atenção principalmente pela beleza e leveza visual dos elementos. Dessa maneira, a disciplina Sistemas Estruturais, enfatizada neste trabalho, considera que todo arquiteto deve conhecer os tipos de sistemas estruturais existentes, saber como seus elementos se comportam e estar capacitado a apresentar seu pré dimensionamento. Diante disso, é de extrema importância que o profissional envolvido no projeto estrutural tenha a habilidade de visualizar e compreender o comportamento das estruturas em diferentes circunstâncias, e como a forma da estrutura vai influenciar no seu comportamento. Assim, este trabalho pretende contribuir para a junção entre a engenharia e a arquitetura, levando em consideração os aspectos qualitativos dos sistemas estruturais que foram analisados. REFERÊNCIAS REBELLO, Y. C. P. A concepção estrutural e a arquitetura. São Paulo: Zigurate Editora, 271p., SÁLES, J. J., et al. Sistemas estruturais: Teorias e exemplos. São Carlos: SET/EESC/USP, SILVA, D. M. Estruturas: Uma abordagem arquitetônica. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 1997.