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CILAMCE 2013 XXXIV Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering

Z.J.G.N Del Prado (Editor), ABMEC, Pirenpolis, GO, Brazil, November 10-13, 2013

ASPECTOS DO PROJETO ESTRUTURAL DO PLENRIO DO SUPERIOR TRIBUNAL DE JUSTIA - STJ

Leonardo S. P. Inojosa

Mrcio Augusto Roma Buzar

Marcos Henrique Ritter de Gregorio

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PPG-FAU, Programa de Ps Graduao, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Braslia, Campus Universitrio Darcy Ribeiro, Braslia - CEP 70910-900, DF, Brasil, http://www.unb.br email: [email protected]

Resumo. O projeto de arquitetura e estruturas do conjunto de edifcios do STJ tem peculiaridades importantes e apresenta uma estrutura marcante, definidora de sua forma arquitetural. O sistema estrutural adotado nessa obra teve um papel essencial na determinao de seu desenho arquitetnico. Na obra de Niemeyer evidente a relao direta entre forma e estrutura, sendo sua arquitetura marcada pela importante influncia de grandes engenheiros, como Bruno Contarini - autor do projeto estrutural da obra analisada - que, com participao efetiva desde a concepo dos projetos, proporcionou obras marcadas pelo arrojo estrutural e por grandes desafios tecnolgicos. Por meio de anlises feitas com o auxlio de ferramentas computacionais difundidos no meio acadmico, foram coletados dados que permitiram entender como as escolhas das solues estruturais pelo arquiteto e pelo engenheiro, durante o processo projetual, conseguiram os resultados estticos monumentais e inovadores.

Palavras Chave: Grandes vos, Estrutura de Concreto, Projeto Estrutural.

CILAMCE 2013 - Aspectos do Projeto Estrutural do Plenrio do Superior Tribunal de Justia - STJ

CILAMCE 2013 XXXIV Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering Z.J.G.N Del Prado (Editor), ABMEC, Pirenpolis, GO, Brazil, November 10-13, 2013

1 INTRODUO

O STJ Superior Tribunal de Justia a ltima instncia da justia brasileira para as causas no relacionadas diretamente Constituio. A instituio foi criada pela Constituio de 1988 e aprecia causas oriundas de todo o territrio nacional. Anteriormente, semelhante funo era executada pelo extinto TRF Tribunal Federal de Recursos.

Em 7 de abril de 1989, o tribunal passou a funcionar ocupando os edifcios pertencentes ao TRF (somatrio das reas de cerca de 25.000m2) (Braz, 2003), cuja estrutura no era compatvel com a grandeza da instituio e no seria capaz de dar suporte ao vertiginoso crescimento do nmero de processos.

De fato, segundo o website do tribunal, no primeiro ano de sua existncia, o STJ julgou pouco mais de 3.000 processos, tendo este nmero aumentado para 40.915 em 1994 e conta hoje com mais de 3,5 milhes de processos julgados ao longo de seus 24 anos de histria.

Em agosto de 1989, o arquiteto Oscar Niemeyer atendeu ao convite da cpula do STJ e apresentou o estudo preliminar do projeto.

A empresa responsvel pela execuo da obra foi a Construtora OAS LTDA que deu incio aos trabalhos em 29/12/1989, tendo-o concludo em 30/12/1994 (Braz, 2003).

A rea total construda de 133.569,60m2, tendo seu custo de obra apurado em valores da poca em U$ 169.859.516,00 (Brasil, 1995).

2 ARQUITETURA E ESTRUTURA

Como toda grande obra de Oscar Niemeyer, o projeto do STJ impressiona pela monumentalidade estrutural e pela expressividade plstica. Contudo, questes funcionais no foram negligenciadas como explica o engenheiro-arquiteto no memorial descritivo do projeto: "duas circulaes paralelas mas independentes para carros e pedestres penetram no conjunto como se dele fossem a coluna vertebral. Delas, surgem todos os acessos que com elas se completam nas circulaes horizontais dos andares superiores. o esquema correto, simples e disciplinado que procurvamos, indispensvel numa obra complexa como a do STJ." Com esta citao, o autor explica como resolveu uma das demandas do programa: a independncia de circulao entre ministros, funcionrios e pblico (Fig. 1).

Figura 1. Esquema de circulao do projeto - Arquitetura Oscar Niemeyer.

L. S. P. Inojosa, M. A. R. Buzar, M. H. R. de Gregorio



Outra demanda do programa era a possibilidade de expanso com o acrscimo de mais um bloco de ministros. A locao deste visou utilizao do panorama para o lago e o acesso independente para a rua, para que a sua construo no interferisse no funcionamento do conjunto (Fig. 2).

Figura 2. Implantao do segundo bloco de ministros - Arquitetura Oscar Niemeyer.

A distribuio dos blocos no terreno atende s curvas de nvel existentes e s convenincias dos organogramas, que, por razes de hierarquia funcional, conferiu mais importncia aos setores de contato com o pblico, como o salo de recepo, plenrio, auditrio, salas de sesso, etc. (Fig. 3).

Figura 3. Distribuio dos blocos pelo terreno de acordo com curvas de nvel e hierarquia - Arquitetura

Oscar Niemeyer.



A obra, projetada pelos arquitetos Oscar Niemeyer e Hermano Montenegro, com clculo estrutural do engenheiro civil Bruno Contarini, est distribuda conforme a figura abaixo:

Figura 4. Mapa de localizao das edificaes Adaptado de Braz, 2003.

Figura 5. Vista area do conjunto Coordenadoria de Engenharia do STJ.

Figura 6. Fachada frontal Arquitetura Oscar Niemeyer.




2.1 Bloco da Administrao

O edifcio de trs andares, pilotis e subsolo abriga toda a estrutura administrativa do STJ, o restaurante dos servidores, o servio mdico e a Biblioteca Ministro Oscar Saraiva. Possui 170m de comprimento e 40m de largura e composto de 17 prticos com trs pilares de 2,00 x 0,50m e 16,50m de altura e uma viga superior protendida com 44m de comprimento por 0,50 x 2,80m de seo (Braz, 2003).

Os prticos foram os primeiros elementos executados, e as lajes dos pavimentos foram iadas uma a uma, utilizando os prprios tirantes protentidos que eram protegidos por camisas metlicas. Primeiramente, ergueu-se a cobertura, cedendo espao para ser executado o terceiro pavimento. Esse pavimento, sendo iado para a posio definitiva, cedia lugar ao segundo, que era executado a seguir. Finalmente, entrava a execuo do primeiro pavimento, que, com seu iamento, completava a obra (Fig. 8). Esses pavimentos so constitudos por vigas em sistema de grelhas de modo a uniformizar a distribuio de cargas e deformaes.

Adjacente ao bloco existe uma torre em formato oval em concreto armado aparente para sada de emergncia e elevador de servio da cozinha, localizada no terceiro pavimento. Na cobertura existem quatro caixas dgua em concreto protendido atirantadas nas laterais das vigas dos prticos com capacidade de 60.000 litros cada (Braz, 2003).

Pouco aps a sua inaugurao, este bloco tornou-se novamente foco de estudos de engenharia: um dos tirantes se rompeu, causando um leve tremor na estrutura. O conjunto no sofreu outros danos, porm, preventivamente, reforos foram aplicados em toda a estrutura do prdio (Fig. 9).

Figura 7. Bloco da administrao - coordenadoria de engenharia do STJ

Figura 8. Iamento das lajes - coordenadoria de engenharia do STJ.



Figura 9. Reforo dos tirantes - foto do autor.

2.2 Bloco dos Ministros I e II

Estes dois blocos semelhantes apresentam arquitetura mais convencional. Medem 135 x 16,50m e possuem nove pavimentos sobre pilotis. A rea total do conjunto de 33.812,13 m. No primeiro bloco, esto instalados 35 gabinetes de Ministros, a Presidncia, a Vice- Presidncia, a Coordenadoria Geral da Justia Federal, o gabinete do Diretor da Revista do Tribunal, a Sala Henrique D vila para ministros aposentados um pequeno auditrio, salo de exposio, restaurante e trs salas de aula. No segundo, esto instalados 40 gabinetes de Ministros. O acabamento dos dois edifcios compreende tbua corrida, granito, mrmore, lambris de madeira e forro de gesso.

A fachada principal formada por quadros em concreto aparente e a posterior do tipo pele de vidro com brises de alumnio. Uma torre em formato trapezoidal serve como circulao vertical (elevadores e escadas).

Figura 10. Bloco dos ministros - Braz, 2003.




2.3 Bloco dos Plenrios

O prdio abriga 10 salas de julgamentos, sendo a principal delas a da Corte Especial, com capacidade para 184 pessoas. Existem trs salas de Sees, seis de Turmas, alm de uma de audincias, uma de advogados e uma do Ministrio Pblico. No subsolo, funciona a Secretria Judiciria. O acabamento compreende granito, mrmore, carpete, lambris de madeira, gesso e placas de alumnio verticais (Brasil, 1995).

A estrutura de concreto armado, porm foram utilizados recursos especiais em locais estratgicos, tais como microslica e protenso. As resistncias aplicadas so da ordem de 24MPa, aumentando para 90MPa nos locais onde foi empregada a microslica.

O conjunto possui vos da ordem de 60m tendo sido executado totalmente apoiado em seus 11 pilares externos em forma de tronco de pirmide e em 3 pilares embutidos nas caixas de elevadores e poos internos (Braz, 2003).

As paredes externas com 11,9m de altura foram utilizadas como vigas, apoiando as lajes, em um sistema de vigas em grelha. Em entrevista aos engenheiros do STJ que fiscalizaram a obra, ressaltou-se que especial ateno foi dada ao painel da artista Marianne Perretti, uma vez que ele tambm trabalha estruturalmente e representa o segundo maior vo do edifcio, com 61,25m.

Figura 11. Viga-parede, com painel da artista Marianne Perretti foto do autor.

2.4 Bloco do Tribunal Pleno

Este bloco destina-se s sesses plenrias do STJ. A rea total de 5.853,15m. O auditrio tem, para o pblico, 306 lugares e, para convidados especiais, 114 lugares, alm de um espao destinado a advogados e cabines para traduo simultnea. O acabamento compreende carpete e placas de alumnio verticais. Em uma das paredes, h um grande painel de Marianne Perreti (intitulado A mo de Deus). No trreo e no 1 andar do Tribunal Pleno, funciona a taquigrafia do STJ (Brasil, 1995).

A volumetria do bloco de forma trapezoidal, atingindo vos livres de cerca de 50m, apoiados sobre paredes laterais de concreto (Fig. 12). A altura mxima de 22m. Uma abertura circular para iluminao confere peculiaridade arquitetura do prdio.



Figura 12. Tribunal Pleno - foto do autor

2.5 Bloco do Auditrio

Este bloco abriga apenas o auditrio do STJ. A capacidade de 410 pessoas. dotado de salas de projeo, som e traduo. A rea total de 1.086,27 m. O acabamento compreende carpete e placas de alumnio pintadas (Brasil, 1995).

A volumetria do Bloco do Auditrio segue a linguagem trapezoidal do Bloco do Tribunal Pleno, porm em menor magnitude. Os vo so da ordem de 30m e a altura mxima de 14m. Um outro volume trapezoidal geminado ao corpo principal indica a entrada do auditrio.

Figura 13. Bloco do auditrio - foto do autor.

3 ANLISE ESTRUTURAL DA VIGA-PAREDE 5 PAINEL DA ARTISTA MARIANNE PERRETTI

O elemento estrutural e esttico mais marcante na arquitetura do edifcio sem dvida a viga-parede 5, que forma o grande painel de concreto da fachada e se destaca sobre o grande vo de mais de 60 metros com suas aberturas de vidro de formas sinuosas. Este elemento foi escolhido para a anlise neste estudo.




Figura 14. Vista interna da viga-parede 5 - foto do autor.

Para anlise da estrutura do painel vazado da fachada viga-parede 5, foram levantados dados a partir dos desenhos tcnicos da estrutura do Bloco dos Plenrios planta de formas, cortes, desenhos arquitetnicos cedidos pela Coordenadoria de Engenharia do STJ.

As seguintes dimenses foram utilizadas para a viga estudada: vo de 61,25m, 11,9m de altura e 0,6m de espessura mdia.

Com relao aos carregamentos foram consideradas:

- Carga proveniente do Peso Prprio da laje de piso do Salo de Recepo:

PPlj = 28.063 kgf/m

- Carga proveniente da Sobre Carga no piso do Salo de Recepo:

SClj = 11.605 kgf/m

- Peso Prprio da Viga-parede:

PPpar-cheia = 17.850 kgf/m e PPpar-vazada 14.357 kgf/m

- Carga proveniente do Peso Prprio da laje de cobertura:

PPcob = 28.733 kgf/m

- Carga proveniente da Sobre Carga na laje de cobertura:

SCcob = 6.981 kgf/m

Para anlise da estrutura de concreto considera-se o estado limite ltimo e de servio conforme critrios da norma NBR 6118 projeto de estrutura de concreto.

A partir desses dados foram modeladas, no programa SAP 2000, verso 14, empregando-se o elemento finito Shell duas situaes da viga em estudo.

Na primeira delas Fig. 15 foram consideradas as aberturas de vidro, desenhadas pela artista Marianne Perretti. Nesta situao, foram utilizados 2.556 elementos finitos.



Figura 15. Sistema estrutural da viga-parede 05, modelado no programa SAP 2000.

Para efeito de comparao, a segunda situao Fig. 16 foi modelada com a alma cheia, desconsiderando as aberturas do painel. Nesta situao foram utilizados 520 elementos finitos, j que se trata de modelo mais convencional.

Figura 16. Simulao da viga-parede 05 com a alma cheia, modelada no programa SAP 2000.

Na Fig. 17 vemos os grficos de deslocamentos. Neles, podemos observar que na viga com os vazios, o deslocamento vertical de 12,17 cm, cerca de 11% maior se comparado com a viga-parede com alma cheia, que de 10,91cm. Considerando a protenso utilizada no projeto Fig. 19 o deslocamento diminui consideravelmente. Mesmo para um carregamento elevado 89.739 kgf/m de carga total a inrcia da viga-parede com uma relao entre comprimento da viga e sua altura da ordem de /5 reduz consideravelmente o deslocamento.




Figura 17. Simulao do deslocamento da viga-parede 05 nas duas situaes, modelada no programa SAP 2000.

Na Fig. 18 mostram-se os esforos internos na direo principal X. O primeiro grfico mostra o funcionamento como uma viga vierendel, concentrando os esforos de trao no banzo inferior.

Os esforos de flexo mximos, nos elementos mais solicitados so da ordem de 40 mil toneladas metro, sendo combatido por 30 cordoalhas de protenso localizado na regio central da base da viga. Devido dificuldade de dispor os cabos de protenso acompanhando o esforo de flexo, o projetista disps cabos verticais ao longo da altura da viga conforme Fig. 19 para garantir o confinamento do concreto.

Figura 18. Diagrama de esforos internos na direo "X" da viga-parede 05 nas duas situaes, modelada no programa SAP 2000.



Figura 19. Projeto da armao das cordoalhas de protenso da viga-parede 05. Fonte: Coordenadoria de engenharia do STJ.

CONCLUSES

Oscar Niemeyer sempre mostrou em suas obras, inclusive no seu processo criativo, que a arquitetura e a estrutura nascem juntas, no so elementos distintos da construo.

Os engenheiros que trabalharam com Niemeyer foram responsveis por solues estruturais inditas em diversas pocas, para possibilitar a realizao da inventividade formal da arquitetura de Niemeyer (Inojosa et al, 2011). A respeito disso, Joaquim Cardozo, em carta escrita em 1957 ao arquiteto, ao comentar sobre uma viga, proposta por Niemeyer para ter 30 metros de vo que foi trocada por outra de trs vos de 10 metros, compara a viga, a de 30 metros, com o desenho de uma flor extraordinria feito por Portinari, junto com a qual aparece uma pequena flor, de 3 ptalas a viga com 3 pequenos vos na analogia do engenheiro. Junto com o desenho uma anotao: Cada um desenha a flor que pode. (Cardozo, 2007).

O edifcio do Superior Tribunal de Justia STJ, construdo entre 1989 e 1994 est entre as obras mais marcantes de Oscar Niemeyer e segue a linha dos grandes desafios estruturais que o arquiteto proporcionou ao calculista Bruno Contarini. Como o que ocorreu na Arglia, no projeto da Universidade de Constantine, cujo Bloco de Classes possui uma viga-parede de 50 metros de vo, com 25 metros de balano, que os engenheiros locais queriam que tivesse 1,5m de espessura. O engenheiro Bruno Contarini, fez a mesma viga com 30 centmetros, mais um recorde mundial disse ele ao arquiteto (Niemeyer, 2000).

Com base em dados coletados junto Coordenadoria de Engenharia do STJ, pudemos analisar essa estrutura em vrios aspectos com o auxlio de ferramentas computacionais, como o programa SAP 2000, utilizado nesse estudo de caso. Por meio das anlises feitas no programa computacional, podemos comparar os resultados da grande viga vazada de concreto e vidro da fachada do edifcio, elemento que visualmente tem grande funo esttica, com uma situao simplificada, sem as aberturas.




Essas anlises, tanto histricas quanto tcnicas de grandes obras de Oscar Niemeyer, e tambm da arquitetura nacional, contribuem para um entendimento da importncia do conhecimento tcnico e tecnolgico para a produo de uma arquitetura de boa qualidade e engenharia de alta tecnologia (Inojosa, 2010).

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Associao Brasileira de Normas Tcnicas. Projeto de estruturas de concreto. NBR 6118, Rio de Janeiro, 2003.

Brasil. Superior Tribunal de Justia (STJ). Livreto institucional alusivo inaugurao da sua nova sede. Braslia: STJ, 1995.

Braz, Joaquim Gaio Torreo. Espao e poder na corporao: o caso da sede do Superior Tribunal de Justia em Braslia-DF. Dissertao (Mestrado) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Braslia, 2003.

Cardozo, Joaquim. Poesia Completa e Prosa / Sobre Literatura e Arte. Fundao Joaquim Nabuco, Ed. Nova Aguilar e Ed. Massangana, Rio de Janeiro, 2007.

Inojosa, L. S. P., Buzar, M. A. R, de Gregorio M.H. R. Aspectos do Projeto Estrutural do Museu Nacional de Braslia. Anais do XXXIII Congresso Ibero Latino-Americano de Mtodos Computacionais para Engenharia (XXXIII CILAMCE), Ouro Preto, 2011.

Inojosa, Leonardo da Silveira Pirillo. O Sistema Estrutural na Obra de Oscar Niemeyer. Dissertao (Mestrado), Universidade de Braslia, 2010.

Niemeyer, Oscar. Minha Arquitetura. Editora Revan, 2000, 3 edio, Rio de janeiro, Dezembro de 2000.

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