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DFA - Curso de Edifícios AltosSérgio Cruz

MAIO 2/5/2011

PROGRAMA DO MÓDULO DE EDIFÍCIOS ALTOS

1- INTRODUÇÃO – PERSPECTIVA HISTÓRICA

2- ASPECTOS FUNDAMENTAIS NA CONCEPÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS – SISTEMASESTRUTURAIS E PROCESSOS CONSTRUTIVOS

3- COMPORTAMENTO E ANÁLISE ESTRUTURAL

4- VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA

5- ANÁLISE AEROELÁSTICA – EF. DO VENTO – SISTEMAS DE CONTROLO DEVIBRAÇÕES

6- SUSTENTABILIDADE ENERGÉTICA – INSTALAÇÕES TÉCNICAS

7- EXECUÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS

1 - INTRODUÇÃO – PERSPECTIVA HISTÓRICA

1.1- GENERALIDADES

1.2 – PERSPECTIVA HISTÓRICA

OS EDIFÍCIOS ALTOS SÃO UMA REALIDADE QUE DEPENDE DAS RELAÇÕES CULTURAIS,TECNOLÓGICAS, ECONÓMICAS E ARQUITECTÓNICAS DA SOCIEDADE. A SUA FORMA ECONCEPÇÃO É A SÍNTESE QUE A CADA MOMENTO OS PROMOTORES E PROJECTISTASFAZEM DE TODAS ESTAS CONDICIONANTES.

- A HISTÓRIA DA CONSTRUÇÃO EM ALTURA INICIOU-SE EM CHICAGO NOS FINAIS DO- A HISTÓRIA DA CONSTRUÇÃO EM ALTURA INICIOU-SE EM CHICAGO NOS FINAIS DOSÉCULO XIX COM A EVOLUÇÃO DA ACTIVIDADE URBANA E A PROCURA DE CENTRALIDADENAS ACTIVIDADES LIGADAS AOS SERVIÇOS.

- A RELAÇÃO DA EDIFICAÇÃO COM O MEIO URBANO E O PREÇO DOS SOLOS POTENCIOU ACONSTRUÇÃO EM ALTURA COMO FORMA DE MAXIMIZAR OS PROVEITOS IMOBILIÁRIOSDOS INVESTIDORES.

- A EVOLUÇÃO DA TECNOLOGIA DOS MATERIAIS, AÇO, BETÃO E VIDRO ASSOCIADA AOCONHECIMENTO TÉCNICO E EVOLUTIVO DOS SOLOS, VENTO E DOS SISMOS PERMITIUINCREMENTAR A ALTURA DAS CONSTRUÇÕES, RESPONDENDO ASSIM Á PROCURACRESCENTE.

- A INVENÇÃO DO TELEFONE E DA LUZ FLUORESCENTE, A EVOLUÇÃO DOS SISTEMASMECÂNICOS DE VENTILAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO E A UTILIZAÇÃO DE ELEVADORESPERMITIU A EVOLUÇÃO CONCEPTUAL E EM ALTURA DOS EDIFÍCIOS.

1.3 – EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA GEOMETRIA DOS EDIFÍCIOS ALTOS (1)

PERÍODO VERNACULAR (1880-1930) – A NECESSIDADE DE ILUMINAÇÃO E VENTILAÇÃONATURAIS DITAVAM A GEOMETRIA. OS EDIFÍCIOS TÍPICOS EM CHICAGO TINHAMLIMITAÇÃO DE ALTURA E INSERÇÃO EM LOTES GRANDES QUE LHES PERMITIA UMA BOARELAÇÃO DE DEPENDÊNCIA COM O MEIO URBANO. ERAM GERALMENTE TORRESPARALELIPIPÉDICAS PENETRADAS AO CENTRO OU NAS TRASEIRAS POR UM PÁTIO DELUZ.

EM NEWYORK NÃO HAVIA LIMITAÇÃO DE ALTURA E OS TERRENOS ERAM LOTES MAISPEQUENOS ORIGINANDO TORRES COMPACTAS ORGANIZADAS EM TORNO DE UMNÚCLEO DE ACESSOS E EQUIPAMENTOS VERTICAIS.

NESTE PERÍODO SÃO IDENTIFICADOS DOIS TIPOS DE ARQUITECTURA:

- A PRIMEIRA ESCOLA DE CHICAGO 1880 A 1910

- ARTE DECO 1920 A 1930

DE 1910 A 1920 NADA ACONTECEU DEVIDO A 1ª GRANDE GUERRA

DE 1930 A 1950 TAMBÉM FOI UM PERÍODO DE ESTAGNAÇÃO DEVIDO À GRANDEDEPRESSÃO SEGUIDA DE 2ª GUERRA MUNDIAL.

RELIANCE BUILDING CHICAGO 1895LAKE SHORE DRIVE CHICAGO MIES VAN DER ROHE 1860-1880

MONADNOCK CHICAGO 1891

STRAUSS BUILDING CHICAGO

PERÍODO INTERNACIONAL (PÓS-GUERRA 1950 A 1980) - ASSOCIADO AO CONCEITOARQUITECTÓNICO CONHECIDO POR SEGUNDA ESCOLA DE CHICAGO, TEVE INÍCIO COM AOBRA DE MIES VAN DER ROHE.

NESTA EPOCA O CONCEITO ASSENTOU SOBRE O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DECLIMATIZAÇÃO, ILUMINAÇÃO, TRANSPORTE VERTICAL E COMUNICAÇÃO. A LINGUAGEMARQUITECTÓNICA ERA O MODERNISMO.

ESTE PERÍODO PRODUZIU EDIFÍCIOS MUITO SEMELHANTES ENTRE SI, ASSENTES NAGLOBALIZAÇÃO DAS TECNOLOGIAS, DOS MATERIAIS, DOS EQUIPAMENTOS, NA ESTÉTICA ENA FORMA INDEPENDENTE DE RELACIONAR O EDIFÍCIO COM O MEIO URBANO.

PERÍODO PÓS-MODERNO (1970 A 1990) – A ROTURA COM O MODERNISMO FOI EFECTUADAPERÍODO PÓS-MODERNO (1970 A 1990) – A ROTURA COM O MODERNISMO FOI EFECTUADAATRAVÉS DA EVOLUÇÃO DOS CONCEITOS ARQUITECTÓNICOS E DA EVOLUÇÃO DASTECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO (COMPUTADORES).

A PROCURA DE ESPAÇOS EVOLUIU PARA ÁREAS GRANDES E AMPLAS INTENSAMENTEINFRA-ESTRUTURADAS. A PLANTA MAIS POPULAR DA ÉPOCA TINHA 13M DE DISTÂNCIA LIVREENTRE A JANELA DA FACHADA E O NÚCLEO CENTRAL. DESTE MODO O EDIFÍCIO IDEAL DOPONTO DE VISTA FUNCIONAL TERIA DE LADO ENTRE 43M A 52M.

RECUPEROU-SE A UTILIZAÇÃO DE MATERIAIS TRADICIONAIS, PEDRA EM PAINEIS, GRANDESSUPERFÍCIES DE VIDRO ESPELHADO E COLORIDO, AÇO INOX, ETC.

PERÍODO ECOLOGISTA – “HIGH TEC” (PÓS 1990) – ESTE PERÍODO É CARACTERIZADO PELAMAIOR SENSIBILIZAÇÃO AMBIENTAL DOS INTERVENIENTES, REPESCANDO ALGUNSCONCEITOS BÁSICOS DO PERÍODO VERNACULAR NA RELAÇÃO DO EDIFÍCIO COM O MEIOURBANO.

A GEOMETRIA E FORMA DO EDIFÍCIO PASSA A SER CONDICIONADA PELA RELAÇÃO COM ALUZ NATURAL, A DIRECÇÃO MAIS PROVÁVEL DOS VENTOS E OS ENQUADRAMENTOSPAISAGISTICOS. TODA A PARTICIPAÇÃO DE PROCESSOS NATURAIS NA MANUTENÇÃO DOSSISTEMAS, NOMEADAMENTE NA CLIMATIZAÇÃO E ILUMINAÇÃO DO EDIFÍCIO, ÉEQUACIONADA, PASSANDO A MINIMIZAR A SUA MECANIZAÇÃO.

A PREOCUPAÇÃO DOS PROMOTORES E ENTIDADES LICENCIADORAS COM O AMBIENTE E ASUSTENTABILIDADE ENERGÉCTICA TRADUZEM-SE NOS PROGRAMAS DOS EDIFÍCIOS,BENEFICIANDO COM A SIGNIFICATIVA DIMINUIÇÃO DE CUSTOS DE OPERAÇÃO.

A IMPLANTAÇÃO E A GEOMETRIA DO EDIFÍCIO SÃO DETERMINANTES PARA A MINIMIZAÇÃO DAACÇÃO DO VENTO, PARA A ILUMINAÇÃO NATURAL E PARA A EXTRACÇÃO PASSIVA DO ARACÇÃO DO VENTO, PARA A ILUMINAÇÃO NATURAL E PARA A EXTRACÇÃO PASSIVA DO ARQUENTE DAS FACHADAS DUPLAS E RENOVAÇÃO DO AR.

A ACÇÃO DO VENTO É FUNDAMENTAL NA DETERMINAÇÃO DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS DEEDIFÍCIOS ALTOS E NO SEU CUSTO DE INVESTIMENTO INICIAL. ASSIM QUALQUEROPTIMIZAÇÃO NA ACÇÃO TRADUZ-SE EM BENEFÍCIO DO INVESTIMENTO INICIAL.

NOS PERÍODOS INTERNACIONAL E PÓS-MODERNO A GEOMETRIA IGNORAVACOMPLETAMENTE AS REALIDADES DO VENTO E DA OPTIMIZAÇÃO DE RECURSOSENERGÉTICOS, CONDUZINDO A SOBRE-CUSTOS DE ESTRUTURA E MECANIZAÇÃOIMPORTANTES.

ACTUALMENTE O CONCEITO DE SUSTENTABILIDADE ALARGOU-SE PARA A MINIMIZAÇÃO DEUTILIZAÇÃO DE RECURSOS NÃO-RENOVÁVEIS COM A RESPECTIVA RECICLAGEM PREVISTA EEQUACIONADA E A MAXIMIZAÇÃO DE RECURSOS RENOVÁVEIS NA MANUTENÇÃO DOEMPREENDIMENTO DURANTE A SUA VIDA ÚTIL.

2 - ASPECTOS FUNDAMENTAIS NA CONCEPÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS – SISTEMAS ESTRUTURAIS E PROCESSOS CONSTRUTIVOS

2.1 - ASPECTOS FUNDAMENTAIS NA CONCEPÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS

-A CONCEPÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS ESTÁ INTIMAMENTE LIGADA À FUNÇÃO, À ECONOMIA, AOAMBIENTE, À SEGURANÇA E À ESTRUTURA.

FUNÇÃO - AS FUNÇÕES DO EDIFÍCIO DITAM A GEOMETRIA GLOBAL DO MESMO. POREXEMPLO, NO QUE RESPEITA À FUNÇÃO DE UTILIZAÇÃO, A CONCEPÇÃO DE UM EDIFÍCIO DEESCRITÓRIOS PARTE DA UNIDADE DE ÁREA MÍNIMA DE UM ESCRITÓRIO E ATRAVÉS DA SUAESCRITÓRIOS PARTE DA UNIDADE DE ÁREA MÍNIMA DE UM ESCRITÓRIO E ATRAVÉS DA SUAMULTIPLICAÇÃO EM PLANTA E ALTURA E DAS CONDICIONANTES DE LUMINOSOSIDADE EVENTILAÇÃO, PERMITINDO ALCANÇAR A GEOMETRIA FINAL DO EDIFÍCIO EM FUNÇÃO DOSOBJECTIVOS DO PROMOTOR.

MUITAS VEZES OS LIMITES SÃO IMPOSTOS POR REGRAS URBANÍSTICAS, VALOR MÁXIMO OUÓPTIMO DE INVESTIMENTO OU MESMO LIMITAÇÕES TECNOLÓGICAS (A ESTRUTURA É HOJE AMAIOR LIMITAÇÃO).

OUTRA FUNÇÃO DOS EDIFÍCIOS ALTOS É SOCIAL E CULTURAL E PODE ESTAR RELACIONADATAMBÉM COM A DEFINIÇÃO DE UMA ZONA DO MEIO URBANO QUE SE DESTINE A ESTE TIPO DECONSTRUÇÃO PERMITINDO UMA BOA RELAÇÃO ENTRE EDIFICAÇÃO E EXTERIOR, COMO POREXEMPLO A TRANSPARÊNCIA E A DISTRIBUIÇÃO SIMPLES DE ACESSOS AO NÍVEL DO PISOTÉRREO.

ECONOMIA – A ACTIVIDADE ECONÓMICA E A CONFLUÊNCIA NUM PONTO DE CABLAGEM DEINFORMAÇÃO DIVERSA, ASSOCIADA A INSTITUIÇÕES ECONÓMICAS E EMPRESARIAIS EMPARALELO COM A PROXIMIDADE DE PORTOS DE MAR, AEROPORTOS ESTAÇÕES DE CAMINHODE FERRO DITAM UMA CENTRALIDADE QUE POTENCIA OS EDIFÍCIOS ALTOS PARA FAVORECERMELHOR OS CONTACTOS PESSOAIS E TRANSACÇÕES COMERCIAIS (1).

NA MAIOR PARTE DAS SITUAÇÕES O EDIFÍCIO ALTO É UM NEGÓCIO IMOBILIÁRIO ASSOCIADOAO ARRENDAMENTO E VALORIZAÇÃO DE ESPAÇO. DESTA FORMA É FREQUENTE QUE OSPROMOTORES DESENVOLVAM UM PROGRAMA DE PROJECTO QUE MAXIMIZE O RETORNOFINANCEIRO.

“ ... A ÚNICA MEDIDA DE SUCESSO DE UM EDIFÍCIO DE ESCRITÓRIOS É A MÉDIA DO RETORNODAS RENDAS POR UM PERÍODO DE 15 ANOS. TUDO O QUE É SUPÉRFULO POSTO NO EDIFÍCIO,TODO O M3 USADO SIMPLESMENTE PARA ORNAMENTAÇÃO, PARA ALÉM DO QUE ÉNECESSÁRIO PARA HARMONIZAR O EDIFÍCIO COM OS DEMAIS DA SUA CLASSE., ÉDESNECESSÁRIO – OU SEJA , PERCA DE DINHEIRO...” GEORGE HILL “ARCHITECTURALDESNECESSÁRIO – OU SEJA , PERCA DE DINHEIRO...” GEORGE HILL “ARCHITECTURALRECORD”

“ ... UMA MÁQUINA QUE RENTABILIZA A TERRA...” CASS GILBERT 1900 A PROPÓSITO DOSEDIFÍCIOS ALTOS.

“... A ARQUITECTURA AMERICANA ACTUAL NÃO É ARTE MAS NEGÓCIO. UM EDIFÍCIO DEVEPAGAR-SE OU NÃO HAVERÁ PROMOTORES DISPONÍVEIS PARA INVESTIR O SEU CUSTO. ESTEÉ O RUMO E A GLÓRIA DA ARQUITECTURA AMERICANA ...” BARR FERRE EDITOR DAENGINEERING MAGAZINE EM 1893

TODAS ESTAS FRASES DEMONSTRAM A FORTE LIGAÇÃO DA COMPONENTE ECONÓMICA NOCONDICIONAMENTO DA CONCEPÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS.

O PROJECTO QUE É NORMALMENTE CONDICIONADO PELA EQUAÇÃO ADEQUADA DADIMENSÃO, LOCALIZAÇÃO, GEOMETRIA DO LOTE E O SEU CUSTO, DISPONIBILIDADEFINANCEIRA, ESTÉTICA, CAPACIDADE TECNOLÓGICA, PASSA A SER GUIADO PELA MEDIDA DOLUCRO E NA MEDIDA EM TUDO SE AJUSTE AO PLANO FINANCEIRO.

“... OS ARRANHA-CÉUS SÃO A ARQUITECTURA POR EXCELÊNCIA DO CAPITALISMO ...” CAROLWILLIS EM “FORM FOLLOWS FINANCE” (3)

CONCEITO DE ALTURA ECONÓMICA – EM CONTRAPONTO À ALTURA FÍSICA QUE DEPENDE DOLIMITE DA CAPACIDADE DE SOBREPOR PISOS ATÉ UM DETERMINADO LIMITE TECNOLÓGICO, AALTURA ECONÓMICA DETERMINA O NÚMERO DE PISOS QUE UM EMPREENDIMENTO DEVETER DE FORMA A MAXIMIZAR O RETORNO INVESTIDO.

EXISTE UMA COTA A PARTIR DA QUAL O SOBRECUSTO DE CRESCER MAIS UM PISO NÃO ÉCOMPENSADO PELO ACRÉSCIMO DE LUCRO DA SUA VENDA OU ALUGUER. MAIOR ALTURASIGNIFICA MAIS FUNDAÇÕES E ESTRUTURA, MAIS MEIOS DE TRANSPORTE VERTICAL EEQUIPAMENTOS MECÂNICOS QUE OCUPAM ÁREA DA PLANTA E SIGNIFICAM MENOR ÁREADISPONÍVEL PARA TRANSACCIONAR. DESTE MODO A MAIOR ALTURA SIGNIFICA, PARA UMADADA PARCELA DE TERRENO, A DIMINUIÇÃO DO RÁCIO ÁREA ÚTIL/ÁREA BRUTA E AUMENTONÃO LINEAR DO CUSTO UNITÁRIO POR METRO QUADRADO DE ÁREA ÚTIL. (VER FIGURA 1)

FIGURA 1

AU – ÁREA ÚTIL (M2)

CUSTO-MÉDIO(CM) – CUSTO POR M2 DE AU

C_INI – CUSTO INICIAL DO INVESTI. POR M2 DE AU

REND-MÉDIO(RM) – RENDIM. MÉDIO POR M2 DE AU

MÁX (RM-CM) – MÁXIMO LUCRO POR M2 DE AU

N OPTIMO – Nº DE PISOS ÓPTIMO

N1 – Nº DE PISOS MÍNIMO SEM PERDER DINHEIRO

N2 – Nº DE PISOS MÁXIMO SEM PERDER DINHEIRO

TAXA DE RETORNO – MÁX(RM-CM)/CM

A EVOLUÇÃO DAS TECNOLOGIAS DE TRANSPORTE VERTICAL, NOMEADAMENTE O AUMENTODE VELOCIDADE DOS ELEVADORES E A CONSEQUENTE REDUÇÃO DO SEU NÚMERO, E AMELHORIA NA EFICÁCIA DOS SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO PERMITIRAM GANHOS DE ÁREAÚTIL SIGNIFICATIVOS (CERCA DE 80% DA ÁREA BRUTA). O AUMENTO DO DESEMPENHO DOSBETÕES DE ALTA RESISTÊNCIA TAMBÉM CONTRIBUEM PARA OS GANHOS DE ÁREA NASPLANTAS.

AMBIENTE – A CULTURA ACTUAL DOMINANTE NO MUNDO CIVILIZADO, SOBRETUDO NAEUROPA, É DOMINADA PELAS PREOCUPAÇÕES ECOLOGISTAS. DESTA FORMA FORAMGENERALIZADAS REGRAS DE PARCIMÓNIA NA EXPLORAÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS E NAPRODUÇÃO DE POLUENTES QUE SE GENERALIIZARAM A TODAS AS ACTIVIDADES INCLUINDOA CONSTRUÇÃO CIVIL.

É UM DADO PUBLICADO PELA COMISSÃO EUROPEIA QUE SENSIVELMENTE METADE DAENERGIA CONSUMIDA NA EUROPA CORRESPONDE AOS EDIFÍCIOS. ASSIM É PERTINENTEENERGIA CONSUMIDA NA EUROPA CORRESPONDE AOS EDIFÍCIOS. ASSIM É PERTINENTEEQUACIONAR AS TECNOLOGIAS E OS MATERIAIS A INCORPORAR NOS EDIFÍCIOS DE FORMA AMINIMIZAR OS IMPACTOS AMBIENTAIS E OS CONSUMOS ENERGÉTICOS.

DESDE AS CRISES PETROLÍFERAS QUE OS PAÍSES MAIS FRIOS E QUE APRESENTAMCONSUMOS DE CLIMATIZAÇÃO MAIS ELEVADOS, CONSIDERAM IMPORTANTE A EQUAÇÃOENERGÉTICA ESTAR BEM RESOLVIDA NOS EMPREENDIMENTOS DE FORMA A MINIMIZAR OSCUSTOS DE MANUTENÇÃO E O IMPACTO AMBIENTAL.

DESTE MODO TODA A MECANIZAÇÃO QUE PERMITE MANTER O AMBIENTE ARTIFICIAL DENTRODO EDIFÍCIO TEVE QUE SER REVISTA DE FORMA A APROVEITAR A COMPONENTE NATURAL DAENVOLVENTE DO MESMO.

HOJE CONSIDERA-SE QUE UMA EDIFICAÇÃO DEVERÁ INTEGRA-SE NO AMBIENTE ECOLÓGICOQUE A RODEIA E NA MEDIDA DO POSSÍVEL CONTRIBUIR PARA A PRODUÇÃO DE ENERGIA EECOLOGIA LOCAL.

O PROJECTO DE EDIFÍCIOS ALTOS “VERDES” ESTÁ ASSOCIADO À COMBINAÇÃO DEESTRATÉGIAS PASSIVAS DE BAIXO CONSUMO ENERGÉTICO COM PRINCÍPIOS BIO-CLIMÁTICOS,A SABER:

-IMPLANTAÇÃO E ORIENTAÇÃO DO EDIFÍCIO

-FORMA DO EDIFÍCIO

-LOCALIZAÇÃO DOS NÚCLEOS VERTICAIS

-VENTILAÇÃO NATURAL

-ILUMINAÇÃO NATURAL

-SOMBREAMENTO SOLAR

-DIFUSORES DE VENTO

-ÁTRIOS E PÁTIOS AO AR LIVRE

-ESPAÇOS DE TRANSIÇÃO

-FACHADAS E COBERTURAS INTEGRANTES DE VEGETAÇÃO

-ESCOLHA DE MATERIAIS (REDUZIR, REUTILIZAR E RECICLAR)

-IMPACTE DO CICLO DE VIDA

COMMERZBANK BUILDING – FRANKFURT 1997

1º EDIFÍCIO ECOLOGICO

COMMERZBANK BUILDING – FRANKFURT 1997

1º EDIFÍCIO ECOLOGICO

SOLUÇÕES INOVADORAS DE VENTILAÇÃO ECONTROLO AMBIENTAL TIRANDO PARTIDO DOAMBIENTE ENVOLVENTE E DOS SISTEMASPASSIVOS COM GESTÃO ENERGÉTICAINTELIGENTE

FACHADAS, EMPENAS E COBERTURA – SÃO ELEMENTOS FUNDAMENTAIS DE UM EDIFÍCIOPORQUE DESEMPENHAM FUNÇÕES DE ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO, CONTROLOTÉRMO-HIGROMÉTRICO E DE LUMINOSIDADE, PROTECÇÃO AOS VENTOS, À CHUVA E AOFOGO. (EX. FACHADAS DUPLAS DE CONTROLO TÉRMICO E DE VENTILAÇÃO POR CONVECÇÃO)

NORMALMENTE ESTES ELEMENTOS NÃO APRESENTAM FUNÇÃO ESTRUTURAL, PODENDO SERCONSTITUÍDOS POR SISTEMAS LEVES E TRANSPARENTES, FIXOS À SUPER-ESTRUTURA PORLIGAÇÕES METÁLICAS. NORMALMENTE ESTA FIXAÇÃO EFECTUA-SE POR CAVILHAS ESISTEMAS MECÂNICOS DE FÁCIL MONTAGEM COM TODAS AS VANTAGENS INERENTES PARA AMANUTENÇÃO E REPARAÇÃO.

NORMALMENTE A ARQUITECTURA TRABALHA ESTES ELEMENTOS DE FORMA A CUMPRIR OSREQUESITOS DO PROGRAMA E SIMULTANEAMENTE ACRESCENTAR VALOR ESTÉTICO AOEMPREENDIMENTO. A SUA ESCOLHA DETERMINA O DESEMPENHO EM TERMOS DE ASPECTO,EMPREENDIMENTO. A SUA ESCOLHA DETERMINA O DESEMPENHO EM TERMOS DE ASPECTO,USO, EFICÁCIA, MONTAGEM/DESMONTAGEM, MANUTENÇÃO, RECICLAGEM OU REUTILIZAÇÃO.

UM DOS ASPECTOS MAIS IMPORTANTES DESTES SISTEMAS É A DEFINIÇÃO DAS JUNTAS E ASUA CAPACIDADE DE ACOMODAR DEFORMAÇÕES, TÉRMICAS, AERO-ELÁSTICAS, SÍSMICAS DEBAIXA INTENSIDADE, ETC.

AS TÉCNOLOGIAS DE CORTE DE PEDRA E DE FIXAÇÃO METÁLICA LIGEIRA PERMITEM TERFACHADAS LEVES EM PAINEIS PRÉ-FABRICADOS, CONSTITUINDO SÓ POR SI UM DOSASPECTOS QUE PERMITIU INOVAR NA QUESTÃO AMBIENTAL. DE FACTO ESTES SISTEMASPERMITEM A MONTAGEM E DESMONTAGEM PARA RECICLAGEM ATRAVÉS DAS LIGAÇÕESMETÁLICAS SIMPLES SEMPRE ACESSÍVEIS. DESTE MODO EVITAM-SE OS RESÍDUOS DEDEMOLIÇÃO (POEIRAS, ENTULHOS, ETC).

A ACTUALIDADE DA SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL DE EDIFÍCIOS (KEN YEANG) DEFINE UMAMETODOLOGIA PARA CONSIDERAR AS INTERACÇÕES ENTRE O AMBIENTE CONSTRUÍDO E OECOLÓGICO, NOMEADAMENTE NO QUE RESPEITA AOS INTERCÂMBIOS E DEPENDÊNCIAS DEENERGIA E MATÉRIA ENTRE O EDIFÍCIO E O SISTEMA ECOLÓGICO ENVOLVENTE.

O LOCAL DA CONSTRUÇÃO DEVERÁ SER ANALISADO EM FUNÇÃO DOS SEGUINTESPARÂQMETROS:

- VALOR ECOLÓGICO DO LOCAL, FAUNA E FLORA, DETERMINAR A HIERARQUIA DO ECOSSISTEMALOCAL.

- AVALIAÇÃO DO IMPACTE DA CONSTRUÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO DO PLANO AMBIENTAL,MINIMIZAÇÃO DE DESPERDÍCIOS, USO EFICIENTE DA ENERGIA E RECURSOS (MENOSPOLUIÇÃO), RECICLAGEM DE MATERIAIS, MINIMIZAÇÃO DE TRANSPORTES E TRATAMENTO ELIMPEZA FINAL DO LOCAL.

-DETERMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES PAISAGISTICAS, MICRO-CLIMAS LOCAIS, RADIAÇÃO SOLAR,-DETERMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES PAISAGISTICAS, MICRO-CLIMAS LOCAIS, RADIAÇÃO SOLAR,TEMPERATURA, HUMIDADE RELATIVA, EVAPORAÇÃO, VENTO, PRECIPITAÇÃO, TIRAR PARTIDO DAPAISAGEM LOCAL E DO ECOSSISTEMA.

-IMPLEMENTAR O PAISAGISMO VERTICAL

-EFEITOS LOCAIS DO VENTO, LIMITAR AS VELOCIDADES MÁXIMAS EM 5.5 A 7.9M/S, MINIMIZANDOO IMPACTO NOS PEÕES E ZONAS ENVOLVENTES.

-SOMBREAMENTO NOS EDIFÍCIOS ADJACENTES

-NÍVEIS DE RUÍDO

-DETERMINAÇÃO DO QUE DEVERÁ SER CONSTRUÍDO PARA LIMITAÇÃO DA INCORPORAÇÃOENERGÉTICA, PRODUÇÃO DE RESÍDUOS E DE CO2 AO LONGO DO PERÍODO DE VIDA ÚTIL.

OS VALORES MÉDIOS DE INCORPORAÇÃO DE ENERGIA E PRODUÇÃO DE CO2 NO PERÍODO DE VIDAÚTIL SÃO DE ACORDO COM A SEGUINTE TABELA:

TIPO DE EDIF. ENERGIA INCORP.(GJ/M2)

EMISSÕES DE CO2(KG CO2/M2)

ESCRITÓRIOS 10-18 500-1000

HABITAÇÃO 9-13 800-1200

INDUSTRIAL 7-12 400-700

-DETERMINAÇÃO DO IMPACTE AMBIENTAL DO EDIFÍCIO E DA SUA FASE DE EXPLORAÇÃOATRAVÉS DA ANÁLISE DOS SEGUINTES ASPECTOS:

– CONSUMO DE RECURSOS NATURAIS, RECICLAGEM DE MATERIAIS, EVITAR OS MATERIAISPERIGOSOS, OPTIMIZAÇÃO DE SISTEMAS PASSIVOS DE CONTROLO DE DISPÊNDIO ENERGÉTICOE DE RECURSOS NÃO RENOVÁVEIS, CONSIDERAR A EXISTÊNCIA DE CHUVA ÁCIDA, CONTROLEDA TEMPERATURA E SOBREAQUECIMENTO, DETERMINAÇÃO DA ENERGIA GASTA EMTRANSPORTES PELOS UTENTES, MINIMIZAR OS LUGARES DE PARQUE PARA DESENCENTIVAR OUSO DE VEÍCULO PRÓPRIO, EVITAR O SÍNDROMA DO EDIFÍCIO DOENTE.

SEGURANÇA – EM PRINCÍPIO UM ACIDENTE NUM EDIFÍCIO ALTO TERÁ CONSEQUÊNCIAS MAISGRAVES QUE EM OUTRO EDIFÍCIO MAIS BAIXO. DESTE MODO TODA A CONCEPÇÃO DESEGURANÇA ASSENTA NA PREVENÇÃO DOS SINISTROS E NA EDUCAÇÃO ESPECÍFICA DEPROTECÇÃO CIVIL DOS UTENTES.

O PROJECTO DE EDIFÍCIOS ALTOS DEVE TER DISPOSIÇÕES QUE MINIMIZEM O RISCO PARASINISTROS TIPIFICADOS (EXEMPLO DO RISCO DE INCÊNDIO E SÍSMICO). NO CASO DE SINISTROSNÃO TIPIFICADOS, COMO SÃO OS ACTOS TERRORISTAS, A PREVENÇÃO DEVE RECAIR MAIS NAPROTECÇÃO CIVIL E MENOS NO EDIFÍCIO.

ASPECTOS DE CONCEPÇÃO IMPORTANTES PARA A MINIMIZAÇÃO DOS SINISTROS DEVIDOS AINCÊNDIO OU SISMO – DEVEM SER ATENDIDOS OS SEGUINTES ASPECTOS:

-COMPARTIMENTAÇÃO

-ELEMENTOS CORTA-FOGO (PORTAS, PAREDES, CÂMARAS, LAJES, ETC)-ELEMENTOS CORTA-FOGO (PORTAS, PAREDES, CÂMARAS, LAJES, ETC)

- MATERIAIS NÃO COMBUSTÍVEIS

-ANÁLISE DE IMCOMPATIBILIDADE DE SOBREPOSIÇÃO DE FUNÇÕES COM DIFERENTES GRAUSDE RISCO

-AUTOMATISMOS DE DETECÇÃO, ALERTA E COMBATE AO FOGO OU AOS EFEITOS DO SISMO

-REDUNDANTES E MÚLTIPLAS SAÍDAS DE EMERGÊNCIA (EVACUAÇÃO NA COBERTURA, MEIOSEXTERIORES, ETC.)

-PISOS DE REFÚGIO

- GRUPOS DE EMERGÊNCIA E CIRCUITOS DE ILUMINAÇÃO DEDICADOS

-BOMBAS E RESERVAS DE ÁGUA, ETC

-ACESSOS DE MEIOS DE INTERVENÇÃO

- ILUSTRAÇÃO DE PROPOSTAS DE PROCESSOS DE FUGA ACTUALMENTE EM ANÁLISE

ESTRUTURA – A EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS ESTRUTUARIS CONDICIONOU E AINDA CONDICIONAA ALTURA MÁXIMA POSSÍVEL DOS EDIFÍCIOS.

Chicago Spire, Chicago, USFormerly known as the Fordham Spire and400 North Lake Shore Drive this design willbe the tallest building in North America whenit is completed in 2010. At 2000 feet it will bethe first building to reach that milestone inheight.

Burj, DubaiDubai is where is at architecturally thesedays. The crown will be the Burj. Whencompleted it will the tallest building in theworld by a long shot. The lead architect isAdrian Smith of the Chicago’s Skidmore,Owings and Merrill. Its final height is asecret but it is believed will be 808 metres(2651 feet) high.

Freedom Tower, New York, USRising from the wreckage of theWorld Trade Centre, the FreedomTower will return New York to theforefront of skyscraper design. Aftera long time in getting the projectstarted the single tower will befinished in 2011 and will reach 1,776feet high.

20 Fenchurch Street, London, UKThis interesting building project planned forthe City of London has been dubbed the‘Walkie Talkie Building.’ The curvy project isdesigned to make use of solar power and beremarkably study.

Trump Tower, Chicago, USThe man with the strange hair sureknows how to get things built. Hislatest project on one of Chicago’smost famous corners is alreadyunderway and will ready for the firingsin 2009.

Lighthouse Tower, Paris, FranceThe Tom Mayne designed Phare Tourwill rival the Eiffel Tower in height. Theodd but eco friendly design will becompleted in 2012 in the La Defensedistrict of the French capital

Trump Tower, Dubai

Shard London Bridge,London, UKWhen completed in 2009 itwill be the tallest building onthe London Skyline, dwarfingall other projects for theforeseeable future. Designedby famed Italian architectRenzo Piano, the glasspyramid will rise 1016 feetinto the London clouds.

Gazprom Tower, St Petersburg, RussiaAlready controversial, this 300m tall tower will dwarf the architecture of this Russian city. The world’s largest oil company plans to have the tower built by 2010.

Trump Tower, DubaiWhat do you get when you mix the Donald and the Middle East’s most exciting city? Welcome to the Trump International Hotel and Tower. Located on one of the mile long man made palm islands this 48 storey building will be finished in 2009

BURJ DUBAI EM CONSTRUÇÃO

PETRONAS TOWERS

TAI PEI TOWER

SEARS TOWER CHICAGO

OS EDIFÍCIOS ALTOS NASCEM DA NECESSIDADE DE GEOMETRIA DA UNIDADE DE UTILIZAÇÃOLOCAL (UNIDADE DE ESCRITÓRIO OU HABITAÇÃO) PARA A PLANTA GERAL DO PISO TIPO E EMSEGUIDA PARA O NÚMERO DO NÍVEIS EM QUE SE DESENVOLVE A ESTRUTURA EM ALTURA.

AS ZONAS PARTICULARES EXISTEM NOS ACESSOS NA LIGAÇÃO AO SOLO, NO REMATE DACOBERTURA E NOS PISOS INTERMÉDIOS ONDE É NECESSÁRIO COLOCAR EQUIPAMENTOS OUDESCONTINUIDADES ARQUITECTÓNICAS.

NAS SITUAÇÕES CORRENTES ESTE PROGRAMA NORMALMENTE CONDUZ A UMA DISTRIBUIÇÃODE ELEMENTOS VERTICAIS AGRUPADOS NUM OU MAIS NÚCLEOS DE ACESSOS VERTICAIS ENOUTRO GRUPO DE MONTANTES DISTRIBUÍDOS PELAS FACHADAS E PELAS LAJES.

É COM ESTE SISTEMA ESTRUTURAL QUE AS CARGAS DE PAVIMENTO SÃO ENCAMINHADAS PARAAS FUNDAÇÕES E AS ACÇÕES HORIZONTAIS SÃO EQUILIBRADAS.

É CONHECIDO QUE AS ACÇÕES HORIZONTAIS DEVIDAS AO VENTO E AO SISMO SÃOÉ CONHECIDO QUE AS ACÇÕES HORIZONTAIS DEVIDAS AO VENTO E AO SISMO SÃOPREPONDERANTES SOBRE AS VERTICAIS PARA CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTOESTRUTURAL. ASSIM EXISTE UMA GRANDEZA QUE CONSISTE NA ALTURA DO EDIFÍCIO A DIVIDIRPELA LARGURA DA FACHADA QUE SE OPÕE AO VENTO, DESIGNADA POR “RELAÇÃO DE ASPECTO– ASPECT RACIO” H/B, QUE GERALMENTE SE SITUA ENTRE 6 E 8 DE FORMA A PREVENIRDEFORMABILIDADE EXAGERADA OU ALGUMA SENSIBILIDADE DINÂMICA.

A DIFICULDADE DE CARACTERIZAR AS ACÇÕES HORIZONTAIS DO VENTO CONDUZ GERALMENTEAO RECURSO DA SIMULÇÃO EM TÚNEL DE VENTO DE FORMA A CONFIRMAR ODIMENSIONAMEMTO POR MODELAÇÃO ESTRUTURAL E CÁLCULO.

COM O CONHECIMENTO ADQUIRIDO DESTE TIPO DE ESTRUTURA É POSSÍVEL AFIRMAR QUECADA TIPO ESTRUTURAL CORRESPONDE A UMA DADA GAMA DE ALTURAS QUE SENDOULTRAPASSADAS OBRIGAM À MUDANÇA DE SISTEMA. (POR EXEMPLO QUANDO A ALTURAAUMENTA EFECTUA-SE A PASSAGEM DE PÓRTICO A PÓRTICO-PAREDE OU A PÓRTICO-PAREDE-TRELIÇA)

GERALMENTE A UM NOVO SISTEMA ESTRUTURAL CORRESPONDE UMA NÓVA EXPRESSÃOARQUITECTÓNICA.

CONSIDERAÇÕES ESTRUTURAIS - AS ESTRUTURAS DOS EDIFÍCIOS ALTOS SÃO GERALMENTEMETÁLICAS, MISTAS OU DE BETÃO ARMADO DE ALTA RESISTÊNCIA. APRESENTAM UMADISTRIBUIÇÃO DE MONTANTES ESTRUTURAIS COM UM NÚCLEO QUE ENVOLVE AS CAIXAS DEESCADAS, ELEVADORES E COURETES, PERMITINDO ALIVIAR AS FACHADAS DERESPONSABILIDADE ESTRUTURAL PARA AS ACÇÕES HORIZONTAIS. DESTE MODO OSRESTANTES MONTANTES SERVEM PARA SUPORTAR ESSENCIALMENTE AS CARGAS VERTICAIS,PERMITINDO MAIS UMA VEZ ALIGEIRAR AS FACHADAS DE FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL.

EM FUNÇÃO DA ALTURA OS SISTEMAS ESTRUTURAIS TORNAM-SE MAIS COMPLEXOS:EM FUNÇÃO DA ALTURA OS SISTEMAS ESTRUTURAIS TORNAM-SE MAIS COMPLEXOS:

- PARA 30 PISOS E COMO REFERÊNCIA PARA ZONAS NÃO SÍSMICAS É POSSÍVEL RESOLVER AESTRUTURA COM PÓRTICOS.

- ATÉ AOS 70 PISOS EXISTE NECESSIDADE DE DE COMBINAR A ESTRUTURA PORTICADA COMNÚCLEO RÍGIDO EM BETÃO.

-PARA EDIFÍCIOS MAIS ALTOS SÃO NECESSÁRIAS ESTRUTURAS MAIS SOFISTICADAS EM TUBO,TRELIÇA TRIDIMENSIONAL OU ASSOCIAÇÃO DE TUBOS, PÓRTICOS COM “OUTRIGGERS”COMBINADOS COM OS SISTEMAS REFERIDOS, ETC.

NA SITUAÇÃO DAS ZONAS SÍSMICAS A ROBUSTEZ/RIGIDEZ COMEÇA LOGO A SER NECESSÁRIADESDE POUCOS PISOS ACIMA DO SOLO.

O CONFORTO PARA AS ACELERAÇÕES INDUZIDAS PELO VENTO EXIGE TAMBÉM QUE AESTRUTURA SEJA MAIS RÍGIDA LATERALMENTE.

Council on Tall Buildings and Urban Habitat. “Tall Buildings in Numbers - Tall Buildings, Structural Systems and Materials.” 2010

EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA ESTRUTURA DOS EDIFÍCIOS ALTOS - COMO REFERÊNCIA HISTÓRICASALIENTA-SE QUE AS ESTRUTURAS DOS EDIFÍCIOS ALTOS COMEÇARAM POR UTILIZAR OSISTEMA DE MONTANTES METÁLICOS NAS FACHADAS COM POUCO AFASTAMENTPO ENTRE SI(DA ORDEM DE 1.5M) NOS QUAIS SE APOIAVAM LAJES FUNGIFORMES, COM OU SEM NÚCLEOCENTRAL. ESTE CONCEITO PERMITIA ALGUMA LIBERDADE E FUGA ARQUITECTÓNICA AOPARALELIPÍPEDO (NÃO HAVIA ALINHAMENTO ENTRE OS MONTANTES DA FACHADA E OSINTERIORES). NESTE SISTEMA OS MONTANTES TINHAM RESPONSABILIDADE DE ESTABILIDADEESTRUTURAL E DE SUPORTE DAS FACHADAS E SUPORTE DA FENESTRAÇÃO.

O SISTEMA DE MONTANTES EVOLUIU PARA O SISTEMA PORTICADO EM ESTRUTURA METÁLICAOU DE BETÃO, QUE TINHA TAMBÉM MONTANTES PARA SUPORTE DE FENESTRAÇÃO EPAVIMENTOS. NESTE SISTEMA OS PÓRTICOS GANHAVAM VISIBILIDADE NAS FACHADASENQUANTO OS MONTANTES REGREDIAM PARA O INTERIOR.ENQUANTO OS MONTANTES REGREDIAM PARA O INTERIOR.

NA DÉCADA DE 60 OS SISTEMAS MONTANTE E PÓRTICO EVOLUIRAM PARA O SISTEMA TIPOTUBO EM QUE O SISTEMA EXTERIOR NA FACHADA FUNCIONA COMO UMA CHAMINÉ COMESFORÇOS AXIAIS O QUE PRESSUPÕE PEQUENOS AFASTAMENTOS ENTRE MONTANTES (3M).ESTES MONTANTES ESTÃO LIGADOS POR VIGAS DE BORDO COM CONTINUIDADE, FORMANDOUMA RETICULA ESTRUTURAL DE PELE COM EXCELENTES CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS.POR OUTRO LADO OS PILARES INTERIORES PASSAM A SER MAIS FLEXÍVEIS. REGISTA-SEHISTORICAMENTE QUE NUM SÓ MOMENTO, ESTA NOVA TIPOLOGIA DE ESTRUTURA PERMITIUDUPLICAR A ALTURA DOS EDIFÍCIOS.

POSTERIORMENTE ESTE TUBO PASSOU A ESTRUTURA RECTICULADA DE BETÃO COMCONTINUIDADE NOS NÓS, CRIANDO UM DIAFRAGMA DE PERÍMETRO MUITO EFICIENTE NAVERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA E CONTROLE DA DEFORMAÇÃO. POR OUTRO LADO, OS PILARESDO INTERIOR NÃO NECESSITAM DE LIGAÇÃO RÍGIDA ABRINDO CAMINHO ÀS ESTRUTURASLIGEIRAS E MISTAS COM ALIGEIRAMENTO SIGNIFICATIVO DAS CARGAS NAS FUNDAÇÕES EREDUÇÃO DOS EFEITOS DAS ACÇÕES SÍSMICAS.

EXISTE O SISTEMA DE ESCORAS EM QUE A IDEIA DOS MONTANTES DA FACHADA É REPESCADAMAS SÓ COM RESPONSABILIDADE DE RESISTIR ÀS CARGAS VERTICAIS, DEIXANDO OS NÚCLEOSASSEGURAREM AS ACÇÕES HORIZONTAIS. ESTAS ESCORAS APRESENTAM AFASTAMENTOS DAORDEM DE 1.4M. ESTE TIPO ESTRUTURAL FOI UTILIZADO NA DÉCADA DE 70 ESSENCIALMENTEEM EDIFÍCIOS DE HABITAÇÃO DEVIDO À MODULAÇÃO DOS VÃOS.

EXISTE O SISTEMA NÚCLEO-TIRANTE EM QUE EXISTE A POSSIBILIDADE DE ELIMINARMONTANTES NA QUASE TOTALIDADE DE ALGUNS PISOS COM SEJAM O “HALL” DE ENTRADA EPISOS INTERMÉDIOS PARA SERVIÇOS EM “OPEN-SPACE”. ESTE SISTEMA VIVE À CUSTA DE UMNÚCLEO COM CARACTERISTICAS DE RESISTÊNCIA E DEFORMABILIDADE QUE PERMITEASSEGURAR O COMPORTAMENTO GLOBAL DA ESTRUTURA. ESTE SISTEMA INTEGRANORMALMENTE A EXISTÊNCIA DE UM OU MAIS PISOS DE TRANSIÇÃO NOS QUIS SE ATIRANTAMOU ESCORAM OS BORDOS DAS LAJES. NESTES PISOS É ASSEGURADA A TRANSMISSÃO DASFORÇAS EXTERNAS PARA O NÚCLEO CENTRAL.FORÇAS EXTERNAS PARA O NÚCLEO CENTRAL.

FINALMENTE O SISTEMA EM TRELIÇA TRIDIMENSIONAL PERMITE TRANSFERIR TODAS ASACÇÕES HORIZONTAIS PARA A TRELIÇA COM ELEVADA EFICIÊNCIA NA DEFORMAÇÃOTRANSVERSAL E DE TORÇÃO.

ACTUALMENTE, OS SISTEMAS ESTRUTURAIS DOS EDIFÍCIOS ALTOS RECORREM A UMACOMBINAÇÃO DE SOLUÇÕES PARA MELHORAR O DESEMPENHO GERAL EM TERMOS DE RIGIDEZE RESISTÊNCIA, COMO POR EXEMPLO, A INSERÇÃO DE “OUTRIGGERS” (RIGIDIFICADORES).

OS “OUTRIGGERS” PERMITEM TIRAR PARTIDO DOS ELEMENTOS VERTICAIS DAS FACHADAS NARIGIDEZ GLOBAL DO EDIFÍCIO SOB ACÇÕES HORIZONTAIS E REDISTRIBUIR PELOS MONTANTESINTERIORES AS ACÇÕES VERTICAIS DOS MONTANTES DAS FACHADAS.

“SHEAR LAG” DOS SISTEMAS MONTANTE E TUBO

SOLUÇÕES MISTAS DE PAVIMENTOS

BANK OF CHINA HONG KONG COM TRELIÇA EXTERNA INCORPORADA NAS FACHADAS

SKY TREE JAPAN – TORRE DE TELECOMUNICAÇÕES E EDIFÍCIO DE SERVIÇOS

PLANTA DE ESTR. TIPO MONTANTES E TUBO

PLANTA DE ESTR. TIPO PÓRTICO

EFEITO “PÓRTICO– PAREDE”

CONCEITO DE “OUTRIGGER”

EFEITO DE TRELIÇA

NÚMERO DE EDIFÍCIOS ALTOS CONSTRUIDOS NOS ÚLTIMOS ANOS

CONSIDERAÇÕES AOS MATERIAIS - EMBORA PESE A TRADIÇÃO DA ESTRUTURA METÁLICA NOSEDIFÍCIOS ALTOS, A FRACA RESISTÊNCIA AO FOGO E O CUSTO ELEVADO TEM PROVOCADO AEVOLUÇÃO PARA A ESTRUTURA METÁLICA REVESTIDA A BETÃO E MESMO PARA A ESTRUTURA DEBETÃO ARMADO.

SALIENTA-SE QUE COM A EVOLUÇÃO DAS TECNOLOGIAS DO BETÃO MATERIAL A PRODUZIREMBETÕES DE ALTA RESISTÊNCIA (fcm=140MPA) , BETÕES FLUÍDOS E BETÕES LEVES (Peso_esp=16-18KN/m2) DEU-SE UMA TRANSFORMAÇÃO GENERALIZADA NO TIPO DE ESTRUTURA DOSEDIFÍCIOS ALTOS. EM ASSOCIAÇÃO A ESTAS CARACTERÍSTICAS AS ESTRUTURAS DE BETÃO SÃOMAIS RÍGIDAS QUE AS METÁLICAS PRODUZINDO MELHOR CONTROLE DE DEFORMAÇÃOHORIZONTAL.

CURIOSAMENTE UM DOS ASPECTOS MENOS ATRACTIVOS DO BETÃO ERA, ATÉ HÁ BEM POUCOTEMPO, A GERAÇÃO DE SECÇÕES TRANSVERSAIS ELEVADAS NOS MONTANTES, PRODUZINDOATRAVANCAMENTOS NA PLANTA MAIORES QUE OS DOS MONTANTES METÁLICOS. NA VERDADEATRAVANCAMENTOS NA PLANTA MAIORES QUE OS DOS MONTANTES METÁLICOS. NA VERDADEATÉ NESTE ASPECTO OS BETÕES DE ALTA RESISTÊNCIA REVOLUCIONARAM A CONCEPÇÃO,PRODUZINDO SECÇÕES MUITO MAIS PEQUENAS.

AS ESTRUTURAS MISTAS COM LAJES DE BETÃO REALIZADAS SOBRE COFRAGEM PERDIDACOLABORANTE ASSENTE EM PERFILADO METÁLICO SÃO UM EXECELENTE CONTRIBUTO PARA AREDUÇÃO DO PESO DO EDIFÍCIO.

PROCESSOS CONSTRUTIVOS - OS PROCESSOS CONSTRUTIVOS USUAIS E MAIS CORRENTESRECORREM À PRÉ-FABRICAÇÃO MODULAR NAS SITUAÇÕES DE ESTRUTURA METÁLICA E MISTAE À BOMBAGEM EM ELEVAÇÃO NAS ESTRUTURAS DE BETÃO (ACTUALMENTE NO BURJ DUBAIBOMBOU-SE BETÃO A 600M DE ALTURA).

ESCOLHA DOS MATERIAIS E DO PROCESSO CONSTRUTIVO – À LUZ DOS CONHECIMENTOSACTUAIS, É POSSÍVEL AFIRMAR QUE AS SOLUÇÕES ESTRUTURAIS E ESCOLHA DE MATERIAISDE UM EDIFÍCIO ALTO ESTÃO LIGADAS AO PROCESSO CONSTRUTIVO E AO DESEMPENHOGLOBAL DA ESTRUTURA.

POR OUTRO LADO A EXPERIÊNCIA DE CONSTRUÇÃO EVIDENCIA QUE AS QUESTÕESFUNDAMENTAIS DE PRAZO E INVESTIMENTO, TRADUZIDAS NO PLANEMENTO GERAL DECONSTRUÇÃO, TAMBÉM ACABAM POR TER UMA INFLUÊNCIA MUITO DETERMINANTE EM TODAA CONCEPÇÃO ESTRUTURAL. DESTA FORMA A ESCOLHA DA SOLUÇÃO ESTRUTURAL SERÁ EMCADA CASO ESCRUTINADA EM FUNÇÃO DOS OBJECTIVOS E ANÁLISES DE UMA EQUIPAPLURIDISCIPLINAR ORIENTADO PELO OBJECTIVO DO PROGRAMA DA PROMOÇÃO.

ASSIM AS SOLUÇÕES METÁLICAS, MISTAS, EM BETÃO OU OUTROS MATERIAIS QUEEVENTUALMENTE FOREM EQUACIONADOS, DEVERÃO SUJEITAR-SE À ANÁLISE CUSTO-BENEFÍCIO.

ESTRUTURA METÁLICA E MISTA - A CAPACIDADE DE ELEVAÇÃO DAS GRUAS INSTALADASDETERMINA O PESO E CONSEQUENTEMENTE O VOLUME DE PRÉ-FABRICAÇÃO NO SOLO COMPOSTERIOR ELEVAÇÃO PARA O LOCAL DE MONTAGEM E LIGAÇÃO.

O RENDIMENTO E A VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DO CICLO DE MONTAGEM ESTÁ INTIMAMENTELIGADO À CAPACIDADE DAS GRUAS A ESCOLHER E AO PLANEMENTO DETALHADO DAFABRICAÇÃO E MONTAGEM.

ESTRUTURA DE BETÃO – A GRANDE VANTAGEM DAS ESTRUTURAS EM BETÃO PRENDE-SECOM O SEU PREÇO VANTAJOSO, AS SUAS BOAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E COM ACAPACIDADE DESTE SER BOMBADO DE FORMA CONTÍNUA PARA O LOCAL FINAL, SENDO ESTEÚLTIMO ASPECTO VITAL PARA O PRAZO DE EXECUÇÃO E CONSEQUENTEMENTE PARA OCONTROLE DE CUSTOS DO EMPREENDIMENTO.

COMO REFERÊNCIA ACTUAL DA CAPACIDADE DE COLOCAÇÃO DO BETÃO EM ALTURA AESCOLHA DESTE MATERIAL PARA O EDIFÍO BURJ NO DUBAI BASEOU-SE NUMA ANÁLISE MUITODETALHADA DO SISTEMA DE BOMBAGEM E DAS MISTURAS DE BETÃO UTILIZADAS,PERMITINDO OS 600M DE ALTURA DE BOMBAGEM NECESSÁRIOS PARA A REALIZAÇÃO DOSOBJECTIVOS DE PLANEAMENTO.

A ANÁLISE DE UM SISTEMA DE BOMBAGEM NESTAS CONDIÇÕES PASSA POR EQUACIONAR AALTURA A BOMBAR QUE CONDICIONA A POTÊNCIA E CAPACIDADE DE DÉBITO DAS BOMBAS, ATEMPERATURA AMBIENTE DE COLOCAÇÃO DO BETÃO E A ADEQUAÇÃO DAS MISTURAS DOTEMPERATURA AMBIENTE DE COLOCAÇÃO DO BETÃO E A ADEQUAÇÃO DAS MISTURAS DOBETÃO PARA ALCANÇAR NÃO SÓ AS RESISTÊNCIAS MAS TAMBÉM A TRABALHABILIDADE EPREVENÇÃO DA SEGREGAÇÃO.

TOMANDO MAIS UMA VEZ COMO EXEMPLO DESTA SOLUÇÃO O EDIFÍCIO BURJ-DUBAI, FORAMUTILIZADOS BETÕES AUTOCOMPACTÁVEIS C80 A C60 REALIZADOS COM CIMENTO PORTLAND,CINZAS VOLANTES, SÍLICA-FUME E UMA RELAÇÃO A/C=0.32 POR MOTIVOS DE RESISTÊNCIA EDURABILIDADE. A RESISTÊNCIA E MODULO DE ELASTICIDADE NECESSÁRIOS APÓS 10 HORASPARA PERMITIR O CICLO IDEAL DE CONSTRUÇÃO FORAM 10MPa E 44GPa.

A TEMPERATURAS AMBIENTES QUE OSCILAM DESDE 10°C A 50°C FOI NECESSÁRIO GARANTIRA TRABALHABILIDADE NECESSÁRIA PARA A BOMBAGEM EM ALTURA. AO LONGO DOS TUBOSDÁ-SE UMA PERDA DE TRABALHABILIDADE DEVIDA AO CALOR AMBIENTE E AO CALORDESENVOLVIDO PELO ATRITO DA MASSA COM A TUBAGEM METÁLICA. DESTE MODO ADOSAGEM DE RETARDADOR DE PRESA FOI AJUSTADA PARA DIVERSAS TEMPERATURAS.

AS MISTURAS DOS BETÕES FORAM ESTUDADAS DE FORMA A PERMITIR A REDUÇÃO RELATIVADA PRESSÃO DE BOMBAGEM À MEDIDA QUE O EDIFÍCIO CRESCIA EM ALTURA.

FOI EFECTUADO UM ENSAIO DE BOMBAGEM COM UM CAMINHO DE TUBOS COM CUVAS DE 180GRAUS DE FORMA A SIMULAR A CARGA VERTICAL DA COLUNA A BOMBAR.

NOS PISOS INFERIORES ATÉ UMA PRESSÃO MÁMIMA DE 200 BARES, PARA ALÉM DAUTILIZAÇÃO DAS CINZAS VOLANTES (13%) FOI ESTUDADA A INFLUÊNCIA DA MÁXIMADIMENSÃO DO INERTE (20MM) PARA GARANTIR A RESISTÊNCIA E A TRABALHABILIDADE.

NOS PISOS INTERMÉDIOS, FOI UTILIZADO 20% DE CINZA VOLANTE E INERTES COM 14MM DEDIMENSÃO MÁXIMA.

ACIMA DO PISO 127, A RESISTÊNCIA NECESSÁQRIA DE C60 PERMITIU UTILIZAR 10MM PARADIMENSÃO MÁXIMA DO INERTE.

NOS PISOS SUPERIORES ATINGIRAM-SE PRESSÕES MÁXIMAS DE BOMBAGEM DE 350 BARES.

SISTEMAS DE COFRAGEM E EQUIPAMENTOS DE ELEVAÇÃO – É IMPORTANTE QUE OSSISTEMAS DE COFRAGEM DAS LAJES SEJAM FACILMENTE MANOBRÁVEIS DE FORMA A NÃOPREJUDICAR O CICLO CONSTRUTIVO. OS SISTEMAS DE COFRAGEM DOS MONTANTES DEVEMSER AUTO-TREPANTES.

ESTES SISTEMAS DEVEM TER A CAPACIDADE DE CORRECÇÃO DE INCLINAÇÕES PARAACAUTELAR OS ACERTOS DEVIDOS AO CONTROLO GEOMÉTRICO DURANTE A CONSTRUÇÃO.

BURJ-DUBAI – ASPECTOS DO SISTEMA DE BOMBAGEM DO BETÃO EM ALTURA

BURJ-DUBAI - SISTEMA DE COFRAGEM DAS LAJES

SEQUÊNCIA CONSTRUTIVA DAS LAJES

3- COMPORTAMENTO E ANÁLISE ESTRUTURAL

3.1- ASPECTOS PARTICULARES DOS EDIFÍCIOS ALTOS

À SEMELHANÇA DAS ESTRUTURAS EM GERAL, O DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DOSEDIFÍCIOS ALTOS PASSA PELA VERIFICAÇÃO REGULAMENTAR DA SEGURANÇA ATRAVÉS DOSESTADOS LIMITE ÚLTIMO E DE UTILIZAÇÃO. NO ENTANTO A SUA ESPECIFICIDADE OBRIGA AQUE CERTOS ASPECTOS E SENSIBILIDADES ESTRUTURAIS SEJAM RELEVANTES E MESMODETERMINANTES PARA AS VERIFICAÇÕES DE DIMENSIONAMENTO, COM SEJAM:

- CONTROLO GEOMÉTRICO DURANTE A CONSTRUÇÃO.

- SENSIBILIDADE AOS EFEITOS DIFERIDOS E AO PROCESSO CONSTRUTIVO NA VERIFICAÇÃODA SEGURANÇA PARA AS CARGAS VERTICAIS – EFEITOS GEOMETRICAMENTE NÃO LINEARES

- SENSIBILIDAE DINÂMICA E AERO-ELÁSTICA DESTES SISTEMAS ESTRUTURAIS DEVIDO ÀBAIXA RIGIDEZ.

- CAPACIDADE LIMITADA DE DISSIPAÇÃO PLÁSTICA PASSIVA DA ESTRUTURA PARA AS ACÇÕESDE ESTADO LIMITE ÚLTIMO.

-BAIXO AMORTECEIMENTO DINÂMICO (1%) CONDUZINDO À NECESSIDADE DE SISTEMASADICIONAIS DE CONTROLO DINÂMICO - DUMPERS, TMD OU AMD, ETC.

- SENSIBILIDADE ÀS DEFORMAÇÕES E ASSENTAMENTOS DAS FUNDAÇÕES

CONTROLO GEOMÉTRICO DURANTE A CONSTRUÇÃO – AS ESTRUTURAS DOS EDIFÍCIOSALTOS DEVEM SER SIMULADAS E ANALISADAS COM A CONSIDERAÇÃO DO PROCESSOCONSTRUTIVO. SÓ COM A SIMULAÇÃO CORRECTA DO HISTORIAL DE CARGA E MONTAGEM ÉQUE É POSSÍVEL GARANTIR A VERTICALIDADE FINAL PRETENDIDA E A HORIZONTALIDADE DOSELEMENTOS ESTRUTURAIS DOS PAVIMENTOS.

AS ESTRUTURAS METÁLICAS, EMBORA PERMANECAM NO DOMÍNIO DA ELASTICIDADE LINEARDURANTE A MONTAGEM DA ESTRUTURA, APRESENTAM DESVIOS DE TENSÕES, ESFORÇOS EDE GEOMETRIA DEVIDOS AOS ERROS E EFEITOS DE PROCESSO CONSTRUTIVO FACE AOSVALORES SIMULADOS POR PROCESSOS TRADICIONAIS SIMPLIFICADOS.

NO CASO DAS ESTRUTURAS DE BETÃO, PARA ALÉM DAS DEFORMAÇÕES ELÁSTICASACUMULADAS DURANTE A CONSTRUÇÃO, EXISTEM ALGUMAS FONTES DE INCERTEZA EDESVIO RELATIVOS À SIMULAÇÃO ELÁSTICA ASSOCIADAS AOS EFEITOS DIFERIDOS DO BETÃOE ÀS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO MESMO.E ÀS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO MESMO.OUTRA FONTE DE DESVIO SÃO AS DEFORMAÇÕES DIFERENCIAIS DAS FUNDAÇÕES QUE VÃOEVOLUINDO À MEDIDA QUE A ESTRUTURA VAI SENDO CONSTRUÍDA. MUITAS DAS VEZESEXISTE ALGUMA IMPONDERABILIDADE NA SUA ORDEM DE GRANDEZA, ORIGINANDO ANECESSIDADE DE CORRECÇÕES DE VERTICALIDADE DURANTE A CONSTRUÇÃO.

OS DESVIOS DE GEOMETRIA PODEM SER AGRUPADOS EM DOIS GRUPOS A SABER:

-DESVIOS VERTICAIS-DESVIOS HORIZONTAIS

OS DESVIOS DE CADA UM DESTES GRUPOS ORIGINAM CONSEQUÊNCIAS EM TERMOS DEESFORÇOS E VERIFICAÇÃO DE SEGURANÇA QUE SÃO IMPORTANTES QUANTIFICAR ECORRIGIR SEMPRE QUE POSSÍVEL.

DESVIOS VERTICAIS - ASSUMINDO QUE OS DESVIOS HORIZONTAIS VÃO SER CORRIGIDOS OUMINIMIZADOS O MESMO ACONTECE PARA OS DESVIOS VERTICAIS. A PRIMEIRA CORRECÇÃONECESSÁRIA É A COMPENSAÇÃO DAS DEFORMAÇÕES AXIAIS ACUMULADAS NOS MONTANTESPARA AS CARGAS VERTICAIS.DEVIDO APENAS À ELASTICIDADE NUM EDIFÍCIO ALTO, O ENCURTAMENTO DOS MONTANTES ÉSIGNIFICATIVO DEVENDO SER COMPENSADO NOS COMPRIMENTOS INICIAIS DOS ELEMENTOSVERTICAIS. SE O MATERIAL APRESENTAR RETRACÇÃO E COMPORTAMENTO VISCO-ELÁSTICOCOMO O BETÃO, ESTE ENCURATMENTO SERÁ AINDA MAIOR E SENSÍVEL.DESTE MODO A PARTIR DE DETERMINADA ALTURA DO EDIFÍCIO É NECESSÁRIO EFECTUAR ASIMULAÇÃO INCREMENTAL DO PROCESSO CONSTRUTIVO DE FORMA A AVALIAR A CINEMÁTICAE GEOMETRIA FINAL BEM COMO AS REDISTRIBUIÇÕES REAIS DE ESFORÇOS E TENSÕES QUEACONTECEM AO LONGO DA CONSTRUÇÃO.

TOMANDO COMO EXEMPLO AS ASSIMETRIAS DO PROCESSO CONSTRUTIVO, EXISTIRÁSEMPRE UMA TENDÊNCIA PARA A PERDA SISTEMÁTICA DA VERTICALIDADE SE ESTA NÃO FORSEMPRE UMA TENDÊNCIA PARA A PERDA SISTEMÁTICA DA VERTICALIDADE SE ESTA NÃO FORCORRIGIDA EM CADA PISO.

NO CASO DAS ESTRUTURAS DE BETÃO, SE ADICIONARMOS AS INCERTEZAS DE MÓDULO DEELASTICIDADE, FUNÇÃO DE FLUÊNCIA, RETRACÇÃO E ENVELHECIMENTO É SIMPLESCOMPREENDER QUE O PROCESSO DE SIMULAÇÃO E CORRECÇÃO DE DESVIOS SERÁSEMPRE ACTUALIZADO À MEDIDA QUE A CONSTRUÇÃO VAI EVOLUINDO, PERMITINDO AFINAROS PARÂMETROS MECÂNICOS DESSAS PROPRIEDADES COM O PRÓPRIO PROTÓTIPO.

COMO METODOLOGIA DE CÁLCULO, NORMAMENTE ESCOLHE-SE UM HORIZONTE DEPROJECTO PARA ALCANÇAR O OBJECTIVO GEOMÉTRICO ASSOCIADO A UMA IDADE (PODE SER50 ANOS). EM SEGUIDA EFECTUA-SE UMA ANÁLISE INCREMENTAL NO TEMPO COM SIMULAÇÃODOS EFEITOS DIFERIDOS E DO PROCESSO CONSTRUTIVO, PERMITINDO ESTIMAR O VALORDAS CORRECÇÕES A INTRODUZIR DURANTE A CONSTRUÇÃO.

SEQUÊNCIA DE CONSTRUÇÃOTENSÕES DIFERENTES NOS MONTANTES

ESTA SIMULAÇÃO PASSA PELO CALENDÁRIO DO PLANEAMENTO DA CONSTRUÇÃO E DA HISTÓRIADE CARGA DA ESTRUTURA, DURANTE A MONTAGEM E VIDA ÚTIL, ATÉ AO HORIZONTE TEMPORALDE PROJECTO. DESTE MODO TODOS OS DESLOCAMENTOS QUE ACONTECEM NESTE PROCESSOSIMULADO DEVERÃO SER INTRODUZIDOS EM SENTIDO CONTRÁRIO DURANTE A INSERÇÃO DOELEMENTO NA ESTRUTURA.

BURJ-DUBAI - SEQUÊNCIA DE CONSTRUÇÃO COM DIFERENCAS SIGNIFICATIVAS DE NÍVEIS

BURJ-DUBAI - SEQUÊNCIA DE CONSTRUÇÃO COM DIFERENCAS SIGNIFICATIVAS DE NÍVEIS

TESTE DE FLUÊNCIA

TESTE À ESCALA NATURAL PARA ESTIMAR OCALOR DE HIDRATAÇÃO E A RETRACÇÃO REALDOS ELEMENTOS

METODOLOGIA DE COMPENSAÇÃO – DURANTE O PROCESSO CONSTRUTIVO SÃOINTRODUZIDOS EM SENTIDO INVERSO OS DESLOCAMENTOS OBTIDOS NO MODELOINCREMENTAL. DESTE MODO OS PISOS INFERIORES SÃO INCREMENTADOS NO PÉ-DIREITO DEFORMA A ACOMODAR OS ENCURTAMENTOS AXIAIS DOS MONTANTES.OS DESLOCAMENTOS LATERAIS SÃO CORRIGIDOS ATRAVÉS DO RECENTRAMENTO VERTICALDOS MONTANTES EM CADA BETONAGEM DE PISO.

O ENCURTAMENTO VERTICAL DOS MONTANTES É FUNÇÃO DO NÍVEL DE TENSÃO EARMADURAS NAS SECÇÕES DE BETÃO, FLUÊNCIA, RETRACÇÃO E ENVELHECIMENTO DOBETÃO.

É NATURAL QUE PARA MINIMIZAR ENCURTAMENTOS DIFERENCIAIS ELEVADOS NOSMONTANTES DE BETÃO AS TENSÕES GRAVÍTICAS QUE PRODUZEM FLUÊNCIA EENCURTAMENTO ELÁSTICO SEJAM SEMELHANTES NA TOTALIDADE DOS MONTANTES. DESTEMODO O ENCURTAMENTO VISCO-ELÁSTICO SERÁ SEMELHANTE, MINIMIZANDO ASMODO O ENCURTAMENTO VISCO-ELÁSTICO SERÁ SEMELHANTE, MINIMIZANDO ASDEFORMAÇÕES IMPOSTAS AOS ELEMENTOS HORIZONTAIS DOS PISOS.

NO QUE RESPEITA A RETRACÇÃO TOTAL E A VELOCIDADE COM QUE ESTA SE DESENVOLVE ÉNECESSÁRIO TER ESPESSURAS EQUIVALENTES (VOLUME DE BETÃO/PERÍMETRO EMCONTACTO COM O AR) ENTRE OS DIVERSOS MONTANTES. DESTE MODO SERÁ ESPECTÁVELQUE A RETRACÇÃO SE DESENVOLVA DE FORMA UNIFORME AO LONGO DA CONSTRUÇÃO E DAVIDA ÚTIL DA ESTRUTURA, MINIMIZANDO OS EFEITOS ESTRUTURAIS NOS PISOS.

MESMO TENDO ALGUMA DIFERENÇA DE TENSÕES E DOS EFEITOS DIFERIDOS ENTREMONTANTES, EM TERMOS DE VALORES RELATIVOS DESDE QUE MODERADOS, É SEMPREPOSSÍVEL CORRIGIR O COMPORTAMENTO ATRAVÉS DA PERCENTAGEM DE ARMADURAORDINÁRIA NOS MONTANTES E DA CONSIDERAÇÃO DE “OUTRIGGERS” EM ALTURA.

APRESENTA-SE A INFLUÊNCIA RETRACÇÃO NUMA PEÇA DE BETÃO SIMPLES COM E SEM OEFEITO DA FLUÊNCIA.

APRESENTA-SE A INFLUÊNCIA RETRACÇÃO E DA FLUÊNCIA NUMA PEÇA DE BETÃO ARMADOCOM VÁRIAS PERCENTAGENS DE ARMADURA.

APRESENTA-SE A INFLUÊNCIA RETRACÇÃO, DA FLUÊNCIA E DO CARREGAMENTO NUMA PEÇADE BETÃO ARMADO COM VÁRIAS PERCENTAGENS DE ARMADURA.

BURJ-DUBAI - APRESENTA-SE A DISTRIBUIÇÃO DE ENCURTAMENTO APÓS 30 ANOS A SEGUIR ÀCONSTRUÇÃO COM ALGUM ENCURTAMENTO CORRIGIDO.

BURJ-DUBAI - APRESENTA-SE A PERCENTAGEM DE CARGA NO BETÃO E NO AÇO DE UMMONTANTE DURANTE O TEMPO.

SENSIBILIDADE AOS EFEITOS DIFERIDOS E AO PROCESSO CONSTRUTIVO NA VERIFICAÇÃO DASEGURANÇA PARA AS CARGAS VERTICAIS - A METODOLOGIA DE CÁLCULO USUAL EM EDIFÍCIOSCORRENTES, BASEADA NA ANÁLISE ELÁSTICA, DE UM MODELO DE SIMULAÇÃO SEMCONSIDERAR O FASEAMENTO CONSTRUTIVO E A INTRODUÇÃO SEQUENCIAL DA ESTRUTURA EDAS RESPECTIVAS CARGAS PODE ORIGINAR ERROS GROSSEIROS NO DIMENSIONAMENTO E NAVERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA. O EXEMPLO DISSO É A AVALIAÇÃO REAL DOS ESFORÇOS AONÍVEL DOS PISOS ELEVADOS COMO SUGERIDO NA FIGURA. OS MOMENTOS FLECTORES REAISPODEM SER TOTALMENTE DIFERENTES DOS ESFORÇOS OBTIDOS NUMA ANÁLISE ELÁSTICA SEMSIMULAÇÃO DO PROCESSO CONSTRUTIVO.

MOMENTOS FLECTORES

TENSÕES DIFERENCIAIS ELEVADAS

POR OUTRO LADO A SENSIBILIDADE AO EFEITO GEOMETRICAMENTE NÃO LINEAR (P-DELTA) DAESTRUTURA SERÁ AGRAVADA PELO DESCONTROLO DA VERTICALIDADE DURANTE O PROCESSOCONSTRUTIVO, INTRODUZINDO ESFORÇOS DE FLEXÃO E CORTE PERMANENTES NOSELEMENTOS DA ESTRUTURA QUE ORIGINAM A SUA TENDÊNCIA DE AGRAVAMENTO PORFLUÊNCIA AO LONGO DO TEMPO. PODE AFIRMAR-SE QUE SE A ESTRUTURA NÃO APRESENTARVERTICALIDADE E CENTRAMENTO DE CARGAS GRAVÍTICAS ADEQUADOS A DEFORMAÇÃOLATERAL TENDERÁ A AUMENTAR COM O TEMPO.

TENDO EM CONSIDERAÇÃO AS LIMITAÇÕES DAS TÉCNICAS DE TOPOGRAFIA, É USUAL UTILIZARSISTEMAS DE MONITORIZAÇÃO CONTÍNUA DA VERTICALIDADE COM TECNOLOGIA GPS.

NO ENTANTO POR FORÇA DAS AMPLITUDES E GRADIENTES TÉRMICOS DIÁRIAS PROVOCADOSPELA RADIAÇÃO DIRECTA DO SOL SOBRE AS FACES DO EDIFÍCIO, A INTRODUÇÃO DASCORRECÇÕES GEOMÉTRICAS E O CONTROLE FINAL DAS COFRAGENS ANTES DE BETONAR ÉGERALMENTE EFECTUADO ANTES DO NASCER DO SOL.GERALMENTE EFECTUADO ANTES DO NASCER DO SOL.

SENSIBILIDAE DINÂMICA E AERO-ELÁSTICA DESTES SISTEMAS ESTRUTURAISDEVIDO À BAIXA RIGIDEZ.

ALÉM DO EFEITO DAS PRESSÕES ESTÁTICAS EM TORNO DA ENVOLVENTE DOEDIFÍCIO EXISTEM AS FLUTUAÇÕES AERODINÂMICAS DEVIDAS À IRREGULARIDADEDO ESCOAMENTO DO AR E DA INTERACÇÃO DO ESCOAMENTO COM ADEFORMAÇÃO DA ESTRUTURA.

OS EFEITOS DA RAJADA DE VENTO SOBRE AS FACHADAS GANHAM IMPORTÂNCIAEM TERMOS DE VERIFICAÇÃO DE CONFORTO DINÂMICO DOS UTILIZADORES.

NA VERDADE A INTERACÇÃO DO ESCOAMENTO COM TODAS AS FLUTUAÇÕES EINTERACÇÃO COM A RESPOSTA ESTRUTURAL GERAM ACELERAÇÕES QUE PODEMINTERACÇÃO COM A RESPOSTA ESTRUTURAL GERAM ACELERAÇÕES QUE PODEMSER CONDICIONANTES PARA A VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA EDIMENSIONAMENTO.

POR OUTRO LADO A BAIXA RIGIDEZ TRANSVERSAL TÍPICA DOS EDIFÍCIOS ALTOS(DA ORDEM DE 0.02HZ A 0.3HZ) ORIGINA UMA SUSCEPTIBILIDADE DE RESPOSTA AOVENTO QUE É GERALMENTE CONDICIONANTE DO DIMENSIONAMENTO. ESTEFACTO ASSOCIADO AO BAIXO AMORTECIMENTO (CERCA DE 1%) FAZ COM QUEQUALQUER EXCITAÇÃO DINÂMICA SE PROLONGUE DEMASIADO NO TEMPO PARAUMA SOBREPOSIÇÃO CONTÍNUADA DE ESTÍMULOS/IMPULSOS.

O COMPORTAMENTO ESTRUTURAL QUANDO SUJEITO AO ESCOAMENTO DO VENTO ANALISA-SE EM DUAS COMPONENTES A SABER:

- NO SENTIDO DO VENTO- NO SENTIDO TRANSVERSAL AO VENTO.

NO SENTIDO DO VENTO É POSSÍVEL AVALIAR O EFEITO DA PRESSÃO MÉDIA E DAS RAJADASNOS ESFORÇOS, DESLOCAMENTOS, VELOCIDADES E ACELERAÇÕES DA ESTRUTURA.

NO SENTIDO TRANSVERSAL AO VENTO É POSSIVEL AVALIAR O EFEITO DODESPRENDIMENTO DE VORTICES (VORTEX SHEDDING) E A INTERACÇÃO COM A ESTRUTURANOS ESFORÇOS, DESLOCAMENTOS, VELOCIDADES E ACELERAÇÕES ASSOCIADAS ÀFLEXÃO TRANSVERSAL E À TORÇÃO.FLEXÃO TRANSVERSAL E À TORÇÃO.

MUITAS VEZES AS ACELERAÇÕES TRANSVERSAIS SÃO SUPERIORES ÀS LONGITUDINAIS.

Efeitos Dinâmicos do Vento

Vibrações na direcção do vento

Interferências Aerodinâmicas Vibrações Transversais

FENÓMENOS DINÂMICOS INDUZIDOS PELO VENTO

Gust ResponseBuffeting behind obstacles

Ef. dinâmicos do vento

rajadas

Auto-excitação

FlutterGalopeVortex Shedding

CARACTERIZAÇÃO DA ACÇÃO DO VENTO

- ALEATORIEDADE DA ACÇÃO DO VENTO- INDUÇÃO DE EFEITOS DINÂMICOS

MATÉRIAS ASSOCIADAS

-DINÂMICA ESTOCÁSTICA DE ESTRUTURAS- MECÂNICA DOS FLUÍDOS

CARACTERIZAÇÃO DOS ESCOAMENTOS DO VENTO EM TORNO DE EDIFÍCIOS

COMPORTAMENTO TÍPICO DO COEFICIENTE DE ARRASTAMENTO EM FUNÇÃO DO NÚMERO DE REYNOLDS (SIMIU & SCANLAN, WIND EFFECTS ON STRUCTURES, 1996)

.O ESTUDO DOS MODELOS AERO-ELÁSTICOS EM TÚNEL DE VENTO PERMITE AVALIAR OCOMPORTAMENTO GLOBAL PARA UMA VARIEDADE DE PARÂMETROS DE ESCOAMENTOQUANTIFICADOS PELOS Nº DE REYNOLDS, STROUHAL QUE SÃO GRANDEZAS ADIMENSIONAISCORRENTEMENTE UTILIZADAS NA MECÂNICA DOS FLUÍDOS PARA ESTUDAR ESCOAMENTOSLAMINARES, TURBULENTOS,

Re=UL/vU – VEL. ESCOAM., L – PARÂMETRO DIM., v=VISCOSIDADE/VISCOSIDADE CINEMÁTICA

Re ENTRE 2000 A 3000 DÁ-SE A MUDANÇA DE ESCOAMENTO LAMINAR PARA TURBULENTO.

QUANDO A FREQUÊNCIA DE DESPRENDIMENTO DE VÓRTICES IGUALA A DA ESTRUTURA (EX.FREQ. TRANVERSAL OU DE TORÇÃO OU MESMO AS DUAS, DÁ-SE O FENÓMENO DE “LOCK-IN”,COMO O AMORTECIOMENTO É BAIXO A RESSONÂNCIA PROVOCADA É ELEVADA PODENDOCOMO O AMORTECIOMENTO É BAIXO A RESSONÂNCIA PROVOCADA É ELEVADA PODENDOCONDUZIR A SITUAÇÕES DE ALTO DESCONFORTO E MESMO ROTURA.

O “LOCK-IN” É CARACTERIZADO PELO Nº DDE STROUHAL St

St=Ns.b/UmNs – FREQUÊNCIA NATURAL DA ESTRUTURA, b – DIMENSÃO PERPENDICULAR AOESCOAMENTO, Um – VELOCIDADE MÉDIA DO ESCOAMENTO.


EVIDÊNCIA DA FORTE NÃO LINEARIDADE NO COMPORTAMENTO DO ESCOAMENTO EM TORNO DE UM OBJECTO CIRCULAR (POR EXEMPLO)

VARIAÇÃO DO NÚMERO DE STROUHAL COM O NÚMERO DE REYNOLDS PARA UMA SECÇÃO CIRCULAR (HOLMES J. D., 2007)


COMPORTAMENTO DO ESCOAMENTO EM TORNO DE UM CICLINDRO, PARA DIFERENTES NÚMEROS DE REYNOLDS

PLANTA TIPO DA TORRE

COMPORTAMENTO AO ESCOAMENTO DO VENTO

PLANTA TIPO DA TORRE

COMPORTAMENTO PARAVORTEX SHEDDING

DENSIDADE ESPECTRAL TIPO DO VENTO E DO SISMO – SENSIBILIDADE DAS BAIXASFREQUÊNCIAS AO VENTO

IMPORTÂNCIA DA ACÇÃO DO VENTO NOS EDIFÍCIOS ALTOS

IMPORTÂNCIA DA ACÇÃO DO VENTO NOS EDIFÍCIOS ALTOS

EFEITO PREPONDERANTE DAS ACÇÕES HORIZONTAIS SOBRE ASVERTICAIS

Vgr

δ

z

vgr

ILUSTRAÇÃO DA VARIAÇÃO TEMPORAL E ESPACIAL ESTOCÁSTICA DO VENTO

Variação α da direcção do

vento

u(z,t)

z

u(z)

Velocidade do vento

ABORDAGENS CORRENTES

COMPUTAÇÃO DINÂMICA DE FLUÍDOS

RESOLUÇÃO DAS EQUAÇÕES QUE GOVERNAM O ESCOAMENTO (NAVIER-STOKES) EM TORNO DE UMA MALHA DE ELEMENTOS FINITOS

EXEMPLO

ANÁLISE DO ESCOAMENTO DOVENTO EM TORNO DE UM OBJECTOCOM O MÉTODO DOS ELEMENTOSFINITOS (CFX ANSYS) COM OU SEMEFEITO DA DEFORMAÇÃO DAESTRUTURA


TÚNEL DE VENTO

SIMULAÇÃO DE MODELOS À ESCALA EM AMBIENTE ARTIFICIAL CONTROLADO, RECORRENDO ÀS TEORIAS DE SEMELHANÇAS (Ex: REYNOLDS OU STROUHAL)

EXEMPLO

ALÉM DA ACÇÃO NO EDIFÍCIO, ÉTAMBÉM ESTUDADO OESCOAMENTO DO VENTO DEVIDO ÀINTERACÇÃO COM OS EDIFÍCIOSADJACENTES. PODE TAMBÉM SERNECESSÁRIO ESTUDAR O EFEITODO VENTO SOBRE OS PEÕES NASIMEDIAÇÕES DOS EDIFÍCIOS

BURJ-DUBAI - MODELO GERAL PARA TUNEL DE VENTO

TESTE DO NÚMERO DE REYNOLDS DO TOPO METÁLICODO EDIFÍCIO ESC 1/50

-TEORIAS QUASI-ESTACIONÁRIAS

-DISPLACEMENT GUST LOAD FACTOR


CARACTERIZAÇÃO MATEMÁTICA

- MOMENT GUST LOAD FACTOR

ESTES MODELOS PERMITEM CALCULAR CARREGAMENTOS ESTÁTICOS QUE SIMULAM OS EFEITOS ESTÁTICOS E DINÂMICOS DO VENTO SOBRE OS EDIFÍCIOS. ESSES CARREGAMENTOS SÃO GERALMENTE FUNÇÃO DE FORMA DO PRINCIPAL DO MODO DE VIBRAÇÃO


Hipótese Quasi-Estacionária

baixas baixas turbulências

baixas turbulências


DECOMPOSIÇÃO DAS PARCELAS DE FUNDO E RESSONANTE (B E R)

FUNÇÃO DE DENSIDADE ESPECTRAL DE RESPOSTA DE UMA ESTRUTURA COM RESPOSTA RESSONANTE SIGNIFICANTE (HU, 2006)


COMPARAÇÃO DOS PRINCIPAIS MÉTODOS DE CÁLCULO E METODOLOGIA DE CÁLCULO

DGLF vs MGLF

χχχχ FUNÇÃO DE ADMITÂNCIA AERODINÂMICA

RELACIONA O ESPECTRO DO VENTO COM O ESPECTRO DE PRESSÕES NA ESTRUTURA

PARECELA QUE TRADUZ A CORRELAÇÃO HORIZONTAL E VERTICAL DE DUAS PRESSÕES A ACTUAREM SIMULTANEAMENTE NA ESTRUTURA – RETRATA A FALTA DE CORRELAÇÃO DAS PRESSÕES MÁXIMAS NA ESTRUTURA (NÃO OCORREM TODAS EM SIMULTÂNEO)

Método DGLF (Displacement G.L.F)

.Acção média do vento

.Parcela flutuante do vento

.Relação da resposta e do espectro de resposta

.Relação espectro resposta e espectro do vento Su

.Função de admitância aerodinâmica (funções de coerência)....Transforma o espectro do vento em espectro de potência através da falta de correlação das pressões (Jx e Jz)

.Relação do espectro de potência e do espectro do vento em escoamento livre

Funções de coerência

Método DGLF (Displacement G.L.F)

.Descrição da Resposta em função do factor de fundo e ressonante

.Resposta de fundo

.factor de pico de ressonânciaf1 - frequência de vibraçãoT- é o tempo em segundos da média da velocidade básica

Factor de fundo Factor de ressonância

média da velocidade básica

.factor de pico da velocidade

.Resposta ressonanteS – Size factor (Factor de redução)E- factor de energia de rajada

Método MGLF (Displacement G.L.F)

ABORDAGEM IDÊNTICA AO DGLF

INFLUENCIA DA GEOMETRIA E DA ALTURA NO MOMENTO DEDERRUBAMENTO E NA FORÇA DE CORTE BASAL

EXEMPLOS DE RESPOSTAS OBTIDAS APLICANDO O MGLF (EC 1.4)

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

Fo

rça

(MN

)

Força de Corte na Base

40000.00

50000.00

60000.00

70000.00

Mo

men

to (

MN

.m)

Momento na Base

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0 100 200 300 400 500 600

Fo

rça

(MN

)

Altura (m)Quadrado Cilindro

0.00

10000.00

20000.00

30000.00

40000.00

0 200 400 600M

om

ento

(M

N.m

)

Altura (m)Quadrado Cilindro

PROPRIEDADES DINÂMICAS DOS EDIFÍCIOS EM SERVIÇO

CÁLCULO APROXIMADO DA FREQUÊNCIA DE VIBRAÇÃO


EXEMPLO DE ÁBACO PARA ANÁLISE DE SENSIBILIDADEDINÂMICA (1)


EXEMPLO DE ÁBACO PARA ANÁLISE DE SENSIBILIDADEDINÂMICA (2)

SISTEMAS PARA MITIGAÇÃO DOS EFEITOS DO VENTO EM EDIFÍCIOS ALTOS

MEIOS DE INTERVENÇÃO TIPO MÉTODO E OBJECTIVO COMENTÁRIOS

DIM. AERODINÂMICO PASSIVO MELHORAR O AERODINAMISMO PARA REDUZIR O COEF. DE ARRASTO DO VENTO

CANTOS CHANFRADOS, ALETAS, SOTAMENTOS, PERFIS TIPO ASA DE AVIÃO, ETC.

DIM. ESTRUTURAL PASSIVO AUMENTO DA MASSA DO EDIF. PARA REDUZIR O COEF. AR/MASSA

EVENTUAL AUMENTO DE CUSTODO MATERIAL

AUMENTO DE RIGIDEZ OU DA FREQ. INSERÇÃO DE PAREDES, CONTRAVENTAMENTOS, OUTRIGGERS, ETC.

EQUIPAMENTO AUXILIAR DE AMORTECIMENTO E DISSIPAÇÃO

PASSIVO INCLUSÃO DE EQUIPAMENTOS COM PROPRIEDADESDE DISSIPAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA

SD, SJD, LD, FD, VED, VD, OD

INCLUSÃO DE MASSA ADICIONAL PARA AUMENTAR A DISSIPAÇÃO

TMD, TLD

ACTIVO GERAÇÃO DE CONTROLO DE FORÇA DE INERCIA PARA MINIMIZAR A RESPOSTA

AMD, HMD, AGS

GERAÇÃO DE FORÇA AERODINÂMICA PARA REDUZIR A RESPOSTA

ROTOR, JET, APÊNDICES AERODINÂMICOS

MODIFICAÇÃO DA RIGIDEZ PARA EVITAR A RESSONÂNCIA

AVS

SD – AMORT. AÇO, SJD – AMORT. JUNTA DE AÇO, LD – AMORT. CHUMBO, FD – AMORT. FRICÇÃO, VED – AMORT. VISCO-ELAST., VD –AMORT. VISC., OD – AMORT. ÓLEO, TMD – AMORT. DE MASSA SINTON., TLD – AMORT. MASSA LÍQUID., AMD – AMORT. ACTIVO DEMASSA SINT., HDM – AMORT. HÍBRIDO DE MASSA SINT., AGS – AMORT. ESTABILIZ. GIROSCÓPICA, AVS – AMORT. VARIAÇÃO ACTIVADE RIGIDEZ.

EXEMPLOS DE MODIFICAÇÃO DOS CANTOS DA PLANTA PARA MELHORAR O COMPORTAMENTO SOB A ACÇÃO DO VENTO

EXEMPLOS DE INTRODUÇÃO DE ABERTURAS NO TOPO PARA MELHORAR O COMPORTAMENTO SOB A ACÇÃO DO VENTO,

DIMINUIÇÃO DE VORTEX SHEDDING

ORIGENS DO AMORTECIMENTO ESTRUTURAL - O AMORTECIMENTO TEM ESSENCIALMENTEQUATRO ORIGENS A SABER; ESTRUTURAL, AERODINÂMICO, SOLO E AUXILIAR.

AS PRIMEIRAS TRÊS FONTES DE AMORTECIMENTO SÃO POUCO EXPRESSIVAS EAPRESENTAM SEMPRE ALGUM NÍVEL DE INCERTEZA. SÓ É POSSÍVEL CONHECER EM RIGOR OAMORTECIMENTO DEPOIS DA ESTRUTURA ESTAR CONCLUÍDA.

-O AMORTECIMENTO ESTRUTURAL DEPENDE DOS MATERIAIS CONSTITUINTES DAESTRUTURA. O BETÃO APRESENTA GERALMENTE MAIOR AMORTECIMENTO QUE O AÇO

-O AMORTECIMENTO AERODINÂMICO É IMPORTANTE NA DIRECÇÃO DO VENTO EDESPREZÁVEL NA DIRECÇÃO TRANSVERSAL AO VENTO

-O AMORTECIMENTO DO SOLO ESTÁ LIGADO À INTERACÇÃO DAS FUNDAÇÕES COM O SOLO EO SEU AMORTECIMENTO NATURAL.O SEU AMORTECIMENTO NATURAL.

-O AMORTECIMENTO AUXILIAR É DIMENSIONÁVEL E É DE LONGE O MAIS IMPORTANTE FACEAOS ANTERIORES.

DISSIPADORES/AMORTECEDORESACTIVOS

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